Cortocircuito

Un cortocircuito (a veces abreviado como "corto" o "s/c") es un circuito eléctrico que permite que una corriente eléctrica circule por una ruta no deseada con una impedancia eléctrica nula o muy baja . Esto provoca que circule una corriente excesiva por el circuito.

Lo opuesto a un cortocircuito es un circuito abierto , que es una resistencia infinita (o una impedancia muy alta ) entre dos nodos.

Un cortocircuito es una conexión anómala entre dos nodos de un circuito eléctrico que deberían estar a diferentes voltajes . Esto produce una corriente limitada únicamente por la resistencia equivalente de Thévenin del resto de la red, lo que puede causar daños en el circuito, sobrecalentamiento , incendio o explosión . Si bien generalmente es el resultado de una falla , existen casos en los que los cortocircuitos se provocan intencionalmente, por ejemplo, para su uso en protectores de circuito con detección de voltaje .

En el análisis de circuitos , un cortocircuito se define como una conexión entre dos nodos que los obliga a tener el mismo voltaje. En un cortocircuito ideal, esto significa que no hay resistencia y, por lo tanto, no hay caída de voltaje en la conexión. En circuitos reales, el resultado es una conexión con una resistencia casi nula. En tal caso, la corriente está limitada únicamente por la resistencia del resto del circuito.

Un tipo común de cortocircuito ocurre cuando los terminales positivo y negativo de una batería o un condensador se conectan con un conductor de baja resistencia , como un cable . Con una baja resistencia en la conexión, circulará una corriente elevada, lo que provocará la entrega de una gran cantidad de energía en un corto período de tiempo.

Una corriente elevada que circule por una batería puede provocar un rápido aumento de la temperatura, lo que podría causar una explosión con la liberación de hidrógeno y electrolito (un ácido o una base ). Esto puede provocar quemaduras en los tejidos, ceguera o incluso la muerte. Los cables sobrecargados también se sobrecalientan, dañando su aislamiento o provocando un incendio.

En los dispositivos eléctricos, los cortocircuitos involuntarios suelen producirse cuando se rompe el aislamiento de un cable o cuando se introduce otro material conductor, lo que permite que la carga fluya por un camino diferente al previsto.

En los circuitos de red , pueden producirse cortocircuitos entre dos fases , entre una fase y el neutro o entre una fase y tierra . Estos cortocircuitos suelen generar una corriente muy elevada y, por lo tanto, activan rápidamente un dispositivo de protección contra sobrecorriente. Sin embargo, también pueden producirse cortocircuitos entre el neutro y la tierra, y entre dos conductores de la misma fase. Estos cortocircuitos pueden ser peligrosos, sobre todo porque no siempre generan una corriente elevada de inmediato y, por consiguiente, son menos propensos a ser detectados. Entre los posibles efectos se incluye la energización inesperada de un circuito que se presumía aislado. Para ayudar a reducir los efectos negativos de los cortocircuitos, los transformadores de distribución de energía se diseñan específicamente con una cierta reactancia de fuga . Esta reactancia de fuga (normalmente entre el 5 y el 10 % de la impedancia a plena carga) ayuda a limitar tanto la magnitud como la velocidad de aumento de la corriente de falla.

Un cortocircuito puede provocar la formación de un arco eléctrico . El arco, un canal de plasma ionizado caliente , es altamente conductor y puede persistir incluso después de que se haya evaporado una cantidad significativa de material original de los conductores. La erosión superficial es un signo típico de daño por arco eléctrico. Incluso los arcos cortos pueden eliminar cantidades significativas de material de los electrodos. La temperatura del arco eléctrico resultante es muy alta (decenas de miles de grados), lo que provoca que el metal de las superficies de contacto se funda, se acumule y migre con la corriente, además de escapar al aire en forma de partículas finas. ^{[ 1 ]}

En cuestión de milisegundos, un cortocircuito puede generar una corriente de falla cientos o miles de veces mayor que la corriente de operación normal del sistema. ^{[ 2 ]}

En una instalación incorrecta, la sobrecorriente provocada por un cortocircuito puede causar un calentamiento óhmico en las partes del circuito con baja conductividad (empalmes defectuosos en el cableado, contactos defectuosos en los enchufes o incluso en el propio punto del cortocircuito). Este sobrecalentamiento es una causa común de incendios . Si se forma un arco eléctrico durante el cortocircuito, se genera una gran cantidad de calor y puede provocar la ignición de sustancias combustibles.

En los sistemas de distribución industriales y de servicios públicos, las fuerzas dinámicas generadas por las altas corrientes de cortocircuito provocan que los conductores se separen. Las barras colectoras, los cables y los aparatos pueden dañarse debido a las fuerzas generadas en un cortocircuito.

Los daños causados ​​por cortocircuitos pueden reducirse o prevenirse mediante el uso de fusibles , disyuntores u otros dispositivos de protección contra sobrecargas , que interrumpen la alimentación eléctrica en respuesta a una corriente excesiva. La protección contra sobrecargas debe elegirse según la capacidad de corriente del circuito. Los circuitos para electrodomésticos de gran potencia requieren dispositivos de protección diseñados o clasificados para corrientes más altas que los circuitos de iluminación. Los calibres de cable especificados en los códigos de construcción y eléctricos se eligen para garantizar un funcionamiento seguro junto con la protección contra sobrecargas. Un dispositivo de protección contra sobrecorriente debe estar clasificado para interrumpir de forma segura la corriente máxima de cortocircuito prevista .

En electrónica , se dice que el modelo ideal ( ganancia infinita ) de un amplificador operacional produce un cortocircuito virtual entre sus terminales de entrada porque, independientemente de la tensión de salida, la diferencia de potencial entre sus terminales de entrada es cero. Si uno de los terminales de entrada está conectado a tierra, se dice que el otro proporciona una tierra virtual porque su potencial es (idealmente) idéntico al de la tierra. ^{[ 3 ] [ 4 ]} Un amplificador operacional ideal también tiene una impedancia de entrada infinita , por lo que, a diferencia de un cortocircuito real, no fluye corriente entre los terminales del cortocircuito virtual. ^{[ 5 ]}

• Recocido por cortocircuito
• Capacidad de ruptura
• Corriente de cortocircuito condicional
• falla a tierra
• Ley de Ohm
• Prueba de cortocircuito

• Contenido multimedia relacionado con cortocircuitos en Wikimedia Commons
• Estrategia de solución de problemas para hogares en EE. UU. y Canadá, según The Circuit Detective.