¿Cortocircuito = tensión cero?

Al leer esta pregunta y sus respuestas (así como otras preguntas ), parece que en un cortocircuito idealizado con resistencia cero, se concluye que el voltaje es cero.

Esto parece completamente incorrecto.

La justificación viene dada por V=IR. Suponiendo que la corriente es finita , de hecho concluiría que V = 0. Pero, ¿por qué asumirías una corriente finita?

Sí, las corrientes del mundo real deben ser finitas, pero las resistencias del mundo real deben ser distintas de cero. Esta es una idealización; los valores idealizados no tienen que ser físicamente alcanzables.

Y, en una aproximación del mundo real de un cortocircuito ideal, uno ve una corriente muy grande; voltaje distinto de cero, corriente infinita y potencia infinita parece una idealización mucho más precisa que la idealización de corriente finita, voltaje cero, potencia cero.

Por eso mi pregunta. ¿Es esta idealización de corriente finita y voltaje cero realmente la más común? ¿Y por qué?

Editar: para que quede explícitamente claro, en esta idealización, se permite que los parámetros del circuito ideal alcancen valores idealizados; específicamente, a priori, se permite una corriente literalmente infinita (para precisión matemática, me refiero al número real extendido ∞) . Con R=0 e I=∞, la ley de Ohm no impone restricciones al voltaje; cada valor de número real extendido para V es consistente.

"¿Qué sucede cuando una fuerza imparable se encuentra con un objeto inamovible?" En el mundo real no tenemos ni fuerzas imparables ni objetos inamovibles. En teoría, puedes aproximar las fuerzas fuertes como imparables y los objetos pesados ​​como inamovibles, pero si te encuentras en una situación en la que una fuerza imparable golpea un objeto inamovible, tu aproximación ha fallado.
Una fuente de voltaje ideal no puede cortocircuitarse porque la fuente y el cortocircuito no tienen resistencia, lo que es una violación de la ley de OHm. Puede acortar la fuente si tiene resistencia o una fuente ideal con baja resistencia, pero no ambas.
"¿Por qué asumirías una corriente finita?" - ¿Por qué no? "las resistencias del mundo real deben ser distintas de cero", no es cierto. Los superconductores tienen exactamente cero resistencia eléctrica en.wikipedia.org/wiki/Superconductivity
@BruceAbbott: no haría esa suposición por la razón habitual: hacerlo da un modelo que no se aproxima a un caso de interés, pero la alternativa da una buena aproximación. (es decir, el tipo de cortocircuito del mundo real que se derrite)
Se supone que un 'corto' tiene una resistencia mucho menor que el resto del circuito, lo que implica que existe cierta resistencia que limita la corriente a un valor definido. Cortocircuito :- "Un cortocircuito es una conexión anormal entre dos nodos de un circuito eléctrico destinados a estar a diferentes voltajes. Esto resulta en una corriente eléctrica limitada solo por la resistencia equivalente de Thévenin del resto de la red "
Un cortocircuito es equivalente a una fuente de tensión de 0 V. Por lo tanto, se aplican las respuestas a esta pregunta anterior: ¿Fuentes de voltaje diferentes y opuestas?
Estás mezclando el mundo real con el ideal. Eso nunca tendrá sentido.

Respuestas (4)

Sin resistencia Corriente finita. No hay voltaje a través. Estos son los supuestos para un conductor ideal. Eso hace que el cortocircuito parezca un conductor ideal. Cuando se realiza un análisis de circuito benigno [pequeña señal], la suposición del conductor ideal es útil. Al analizar algo menos benigno que puede brillar y derretirse, es posible que las suposiciones del conductor ideal ya no sean útiles.

Diferentes tipos de supuestos para diferentes tipos de problemas.

Sin resistencia Corriente finita. Y no hay voltaje a través. Estas son las suposiciones tomadas para crear el conductor ideal. Pero el profesor Utonio agregó accidentalmente una suposición extra al modelo... el postulado X. ¡Así nacieron los superconductores!

Si asume componentes ideales en un circuito, obtendrá contradicciones: no puede tener A porque B.

Una fuente de voltaje ideal no tiene resistencia interna y entregará un voltaje constante sin importar la corriente.

Un cortocircuito ideal tendrá resistencia cero, por lo tanto, debe tener voltaje cero independientemente de la corriente.

Si conecta un cortocircuito ideal a través de una fuente de voltaje ideal, tiene una situación imposible: tanto un voltaje fijo (de la fuente de voltaje) como un voltaje cero (debido al cortocircuito ideal) entre los mismos dos puntos.

En el mundo real, las fuentes de voltaje tienen cierta resistencia interna en serie (para baterías) o capacidad de corriente limitada (para fuentes de alimentación), y cualquier conductor tendrá cierta resistencia, todo lo cual limitará la corriente máxima que puede fluir y el resultado voltaje a través de la fuente de voltaje/cortocircuito.

¿Qué fuerza el voltaje cero independientemente de la corriente ? Conozco el argumento V = IR, pero eso solo obliga a cero voltaje en el caso de corriente finita ; ya no permite esa conclusión en la idealización de la corriente infinita.
Si la resistencia es cero ohmios, según la aritmética ordinaria, el voltaje debe ser cero, independientemente de la corriente.
¿ A qué cálculo aritmético ordinario te refieres? Reemplazar R=0 e I=∞ no ​​implica V=0; cada valor de voltaje es consistente con la ley de Ohm en este caso límite. ¿Tienes algún otro cálculo en mente?
Aquí es donde obtenemos contradicciones con los componentes ideales: cualquier cosa multiplicada por cero debería ser cero, pero cualquier cosa multiplicada por infinito no está definida, por lo que infinito por cero es ???
Asumes que no hay un valor fraccionario de resistencia, que en el mundo real siempre es cierto. Tal vez sea 0.0001 ohmios, pero la corriente infinita causaría amperios infinitos, ¡así que las cosas van BANG! Incluso con superconductores, hay una caída de V en la distancia.
Si bien estoy seguro de que esta es una buena respuesta a alguna pregunta, no creo que sea una respuesta a esta pregunta. En particular, siento que he preguntado "¿Por qué haríamos la suposición X? Lleva al mal resultado Y" y esta respuesta dice "Y". y cuando se presiona, "porque asumimos X".
@Hurkyl ¿Es el " I = ∞ " el " mal resultado Y " al que te refieres?
@NickAlexeev: No, "P=0" (como consecuencia de "V=0") es el mal resultado Y me refiero -- por "mal resultado" quiero decir que la hipótesis conduce a un modelo que no No se parece en nada a la situación del mundo real con el mismo nombre que estaba considerando. Creo que su comentario de que se supone que un cortocircuito ideal no tiene ninguna relación con un cortocircuito del mundo real es probablemente la mejor respuesta a mi pregunta.
@Hurkyl Parece que estás trabajando a partir de la suposición de que, dado que V/R = I, y 1/0=∞debemos tener una corriente infinita. Sin embargo, eso no es verdad. La división por cero no está definida. Además, el infinito no es un número. Es un concepto, y no puedes usarlo como números. Esta respuesta es correcta: usando componentes idealizados, no hay una respuesta significativa. Es como preguntar qué ángulo debe tener un vector unitario para llegar al punto (2,3). No hay solución ya que ese punto no se encuentra en el círculo unitario.

en un cortocircuito idealizado con resistencia cero, se concluye que el voltaje es cero.

No te olvides de la inductividad del atajo. Si también idealizas la inductividad, realmente tienes corrientes infinitas.

pero las resistencias del mundo real deben ser distintas de cero

Incluso esto no es cierto: los superconductores tienen resistencia cero pero una inductividad distinta de cero.

E incluso hay circuitos eléctricos en el mundo real donde se aplica un voltaje distinto de cero a un "atajo" (si define "atajo" como R = 0 ): Almacenamiento de energía magnética superconductora

Siempre que se aplique un voltaje distinto de cero al atajo (la bobina SMES), la corriente aumentará de acuerdo con la fórmula d i d t = tu L .

Tan pronto como no se aplique voltaje (cero voltios) al atajo, tendrá una corriente constante fluyendo en la bobina del SMES. Esta corriente representa la energía almacenada.

La idealización de un cortocircuito no es "corriente finita y voltaje cero", la idealización es "resistencia cero". La cantidad de corriente que va a fluir depende del resto del circuito. Si los cálculos para todo el circuito muestran que fluirá una corriente infinita a través del cortocircuito en esa situación, significa que no puede usar la idealización del cortocircuito y necesita usar su resistencia real.

Si los cálculos para todo el circuito muestran que fluirá una corriente infinita a través del cortocircuito en esa situación, me imagino que una mejor respuesta sería "Este circuito se autodestruirá" y consideraría el análisis completo (comprobación de error de módulo), a menos que tuviera una buena razón previa para esperar lo contrario (o una razón para que valga la pena saber exactamente cómo se autodestruirá). Pero no soy un EE, por lo que mis instintos pueden estar equivocados.
¿Cortocircuito = tensión cero?
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