¿Es la pérdida de energía en una caída de voltaje igual al calor/trabajo mecánico/luz emitida?

Me pregunto si la pérdida de energía en una caída de voltaje en todo un circuito es igual a la energía transferida desde el circuito (por ejemplo, luz/sonido/energía mecánica/calor).

Sí. La energía se conserva. Cualquier energía eléctrica que se pierde por el circuito se transforma en algún otro tipo de energía.

A menudo es calor, por ejemplo, en una resistencia o un diodo.

Podría ser algo así como energía química, en un cargador de batería.

Si esto es cierto, ¿no haría que la caída de voltaje en un cortocircuito fuera del 100% ya que toda la energía eléctrica debe convertirse en otra cosa?

Sí, la energía perdida del circuito se convertirá en calor. El cable que forma el cortocircuito se calentará (debido a su resistencia, aunque esa resistencia sea demasiado pequeña para tener importancia en circuitos más útiles), al igual que la batería (debido a su resistencia interna).

Todo esto se puede entender mediante dos ecuaciones:

$E = IR$
Ley de Ohm

$P = IE$
una combinación de la ley de Ohm y la ley de Joule

Para saber cuánto calor/luz/mecánica/química/cualquier energía se crea como consecuencia de la energía eléctrica que se utiliza, necesita saber la caída de voltaje y la corriente . La energía eléctrica, dada por el producto del voltaje y la corriente, es exactamente la tasa de conversión de energía eléctrica a otra cosa.

Si considera lo que sucede si coloca un cortocircuito ideal (resistencia cero) en una batería ideal (fuente de voltaje perfecta), obtiene un universo muy diferente al que tenemos. Por la ley de Ohm, un corto no puede tener una caída de voltaje:

$E = I\cdot0\Omega = 0A$

Pero una batería ideal siempre tiene exactamente la misma caída de voltaje distinta de cero. La contradicción significa que es imposible. Para considerar por qué, piense en lo que sucede si conecta una resistencia a través de una batería. A medida que la resistencia se hace más pequeña, fluye más corriente y aumenta la potencia. A medida que se acerca la resistencia$0\Omega$, enfoques de poder$\infty$. Dado que no tenemos energía infinita disponible para generar poder infinito, esto no puede suceder.