Versión corta: Sí. Eso es lo que es un cortocircuito .

Por lo general, la corriente fluirá siempre que tenga un camino con resistencia finita (incluso cero), una diferencia de voltaje y un suministro de portadores de carga (por ejemplo, electrones). Si realmente no hubiera resistencia en el circuito, los electrones darían la vuelta al circuito y regresarían al principio del circuito con tanta energía como la diferencia de potencial (el voltaje). Esa energía final suele ser la que el circuito disipa como calor u otros tipos de energía. Pero sin resistencia (o inductancia) no tendrá la oportunidad de perder la energía y regresará a la fuente de voltaje con mucha energía, lo que generalmente estropeará la fuente de voltaje. Esto es esencialmente lo que es un cortocircuito .

Sin embargo, en cualquier circuito realista (incluido un cortocircuito) y con cualquier fuente de voltaje realista, siempre tendrá algo de resistencia, incluso si no tiene algo diseñado específicamente para ser una "resistencia". Por ejemplo, incluso un cable normal tiene cierta resistencia. Esa resistencia es tan baja que generalmente la ignoramos, porque otras cosas en el circuito generalmente tienen resistencias mucho mayores, por lo que generalmente es una buena aproximación ignorar el cable. Pero cuando es solo el cable, no puedes ignorar su resistencia. La corriente fluirá, y dado que la resistencia es baja, aunque no cero, obtendrá una corriente realmente grande. Esto calentará el cable como cualquier resistencia (como sabes). Y, por lo general, eso causará problemas como derretir el cable o su aislamiento, o simplemente provocar un incendio.

Pero supongamos que usaste un cable superconductor perfecto. Bueno, incluso entonces, cualquier fuente de voltaje realista todavía tiene lo que se llama "resistencia interna". Debe sumar la resistencia interna de la fuente de voltaje a la resistencia de todo lo demás en el circuito para obtener el total. Una vez más, esto suele ser tan bajo que simplemente lo ignoramos, pero no podemos cuando el circuito es solo un cable superconductor y una fuente de voltaje. Por supuesto, cualquier fuente de voltaje realista también tendrá un límite en la cantidad de corriente que puede suministrar, como le dirá Wikipedia . Pero si realmente minimiza la resistencia del circuito total, normalmente maximizará esa corriente.

Bien, aquí hay muchas preguntas interesantes; ¡Definitivamente puedo ver por qué @rpfphysics puso una recompensa en este!

¿Son necesarias las resistencias en un circuito?

Esta respuesta es un rotundo no . Las resistencias son un componente de nuestros "objetos teóricos ideales que nos ayudan a modelar circuitos", y son un componente que resulta ser muy importante y necesario para modelar objetos del mundo real, ya que cada cable real generalmente se puede modelar (si no hay tanta corriente que, por ejemplo, se derrite) como un cable ideal en secuencia con una resistencia ideal con una pequeña resistencia. Pero ciertamente podemos usar modelos donde no hay resistencias.

Aquí hay un ejemplo simple:

Aquí se ve un condensador$C$en línea con un inductor$L$, mantenido con un voltaje constante que se puede conectar y desconectar con un interruptor$S$. Suponga que antes de conectar el voltaje no hay carga ni corriente en el sistema; por lo tanto, todo estará en el voltaje de tierra. Ahora, si conecta la fuente de voltaje, la corriente querrá fluir, opuesta inicialmente solo por el inductor, que resiste los cambios en la corriente pero no las corrientes en sí. Las ecuaciones diferenciales relevantes son que$I = C \dot V$para el voltaje a través del capacitor mientras$V = L \dot I$para el voltaje a través del inductor, donde los puntos son derivados del tiempo; estos se pueden resolver para descubrir que$I(t) = I_0 \sin(t/\tau)$donde esta constante de tiempo para la oscilación es$\tau = \sqrt{LC}$mientras que la constante actual es$I_0 = +5\text{V} \cdot \tau / L$. La física básica aquí es que cuando la corriente a través del capacitor ha acumulado 5 V de potencial a través de él, de modo que el capacitor ya no "quiere" cargar, el inductor ve una corriente a través de él. Al no gustarle los cambios en la corriente, el inductor mantiene la corriente constante y esto extrae aún más corriente de la fuente de voltaje, sobrecargando el capacitor mientras el inductor se ralentiza. Luego, el capacitor se descarga nuevamente en la fuente de voltaje, haciendo funcionar el inductor en reversa.

En la siguiente imagen he animado el análisis anterior. Las flechas para el punto actual en la dirección de la corriente; flechas para el punto de voltaje en la dirección de aumento del voltaje.

Así que ya ves, podemos analizar este tipo de cosas.

¡Ahora puedes imaginar lo que sucede cuando volvemos a encender el interruptor! Si queda algo de voltaje en el capacitor, esta cosa simplemente ciclará esa carga de un lado a otro, de un lado a otro, alrededor del circuito para siempre, con el capacitor ahora tomando voltaje negativo, luego voltaje positivo, y así sucesivamente. En la práctica, si construyes esto con componentes reales, esas pequeñas resistencias eventualmente matarán esta señal sinusoidal perfecta, por supuesto, pero podemos imaginar fácilmente que las resistencias van a 0 y que el resonador es esta onda sinusoidal eterna perfecta. No hay contradicciones aquí.

Entonces, ¿por qué hubo contradicciones cuando reemplazamos$L$y$C$con un alambre recto?

La resistencia detiene las paradojas

Detenme si tus compañeros de secundaria te preguntaron esto antes: "¿Qué sucede cuando una fuerza imparable se encuentra con un objeto inamovible?" Por lo general, no está claro qué significa "fuerza imparable", pero podría definirse como "un objeto que viaja con una velocidad finita y una masa infinita, por lo que no puede acelerarse". ¿Qué sucede cuando se encuentra con un objeto que no se puede mover?

La respuesta, por supuesto, es que se trata de idealizaciones físicas y que, por definición, son incompatibles. Si está modelando fuerzas imparables, entonces, según la definición de "fuerza imparable", ninguno de los objetos en su modelo puede ser realmente inamovible. Si está modelando objetos inamovibles, entonces, según la definición de "objeto inamovible", ninguna de las fuerzas en su modelo puede ser imparable. ¡Tienes que elegir uno u otro para que el modelo tenga algún sentido, o debes asegurarte absolutamente de que nunca entren en contacto sin que haya algo más entre ellos que pueda absorber la paradoja!

Bueno, eso parece bastante obvio cuando hablamos de cinemática, ¡pero has llegado exactamente a lo mismo en términos de circuitos! Resulta que la definición de "fuente de voltaje ideal" es "fuerza imparable": pase lo que pase, voy a transferir electrones desde este punto marcado como "fuente de voltaje" hasta este punto marcado como "tierra" con una fuerza imparable. fuerza que elevará su energía potencial en 5 electronvoltios. Y resulta que la definición de "cable ideal" es "objeto inamovible": "este cable ideal se asegurará de que cualquier voltaje que haya en un lado también se refleje exactamente en el otro lado". Por lo tanto, no puede combinarlos sin algo, ya sea una resistencia o un$LC$-par - para absorber esa paradoja. Las resistencias son solo una forma de poner algo entre ellas para que las paradojas no rompan las ecuaciones.

Si no hace esto, entonces la respuesta es, en principio, muy simple, "una corriente infinita fluye por el cable". Eso es simplemente lo que exigen las ecuaciones, porque$V = I R,$para modelar$R=0$con$V\ne 0,$necesidades$I = \infty.$

En la práctica ¿qué sucede? Bueno, estas máquinas que llamamos "fuentes de voltaje" no son perfectas; debilitan su voltaje en el momento en que comienzas a extraerles corriente. Esto se denomina "impedancia" de la línea fuente y limitará la cantidad de corriente que fluye por el cable. Además, el cable real ofrecerá un poco de resistencia. Finalmente, el cable real bien puede calentarse hasta el punto en que se derrita y la resistencia podría llegar al infinito. El mundo deja de ser ideal. Pero en el modelo ideal, donde nada se rompe, la corriente probablemente se iría al infinito.

¡Y este tipo de cosas se vuelven importantes para los superconductores!

La superconductividad, por definición, es una corriente que fluye sin resistencia. Esto solo es posible si el voltaje a través de la unión es 0, de lo contrario, necesariamente habría corriente y voltaje y, por lo tanto, una resistencia efectiva.$R = V / I.$Probablemente el mayor obstáculo para los estudiantes universitarios es la tendencia a pensar en un voltaje que impulsa la corriente; en este caso, la causa de la corriente es alguna "fase superconductora" que no tiene nada que ver con el voltaje. Entonces, cuando coloca un voltaje en la unión, necesariamente debe impulsar una cantidad de electrones + pares de Cooper para que ya no actúe como superconductor y, en cambio, tenga una resistencia. La superconductividad no es algo mágico.$R=0$cura a todos nuestros males; más bien es más como un$R(I)$función que para ciertos valores pequeños de la corriente$I$pasa a ser 0. Estas cosas dejarán de ser ideales muy rápido cuando comiences a ponerles voltajes significativos, porque esa es la definición de 'resistencia'.

pero qué pasa si no hay ninguna resistencia en un circuito. ¿Seguirá circulando corriente?

Para simplificar, trabajemos en el contexto de la teoría del circuito ideal donde los cables ideales tienen resistencia cero .

Aquí hay un circuito simple con solo una fuente de corriente y un cable.

En este circuito, hay una corriente de 1A que circula en el sentido de las agujas del reloj por el circuito.

Entonces, la respuesta es sí , puede haber una corriente en un circuito sin resistencia.

El concepto de una resistencia no se aclara en mi mente. ¿Puedes explicar el uso de una resistencia?

El concepto de una resistencia es muy simple: es un elemento de circuito donde el voltaje es proporcional a la corriente que pasa.

Las resistencias se utilizan de diversas formas, entre ellas:

(1) desarrollar un voltaje proporcional a la corriente

(2) limitar la corriente a través de un circuito

(3) caída de voltaje de un nivel más alto a un nivel más bajo (ver "Divisor de voltaje")

(4) caída de corriente de un nivel superior a un nivel inferior (ver "Divisor de corriente")

Hay muchos otros, pero estos ejemplos deberían ayudarlo a comenzar.

Respuesta corta sí. La corriente fluirá a través del cable. Ignoramos esto cuando hay una resistencia porque la resistencia en la resistencia es mucho mayor que a través del cable.

Respuesta larga.

Hay un par de cosas en el trabajo aquí.

En realidad, no está claro qué quiere decir con "digamos que no hay ninguna resistencia" porque entonces no está claro a qué está conectada la batería. Así que me voy a ir por la tangente y explicar estas cosas para que entiendas mejor.

En primer lugar, cuando decimos que la corriente fluye a través de un cable y hacia una resistencia, abstraemos toda la información innecesaria y nos enfocamos solo en lo que nos ayuda a resolver el problema. El problema es cómo afecta una resistencia al voltaje, la corriente y la potencia en un cable. Dado que en condiciones normales de funcionamiento esto es bastante simple, usamos la ley de ohmios (y KCL, KCI) para resolver este sistema.

En segundo lugar, todas las cosas tienden a impedir el flujo de electrones de un sumidero a una fuente. Por ejemplo, digamos que tiene una batería. No fluye corriente desde el extremo positivo al negativo porque tanto el aire como el aislamiento interno de la batería impiden el flujo de corriente.

Volvamos a tu ejemplo. Digamos que tiene un cable conectado a un extremo positivo y negativo de una batería. La corriente fluirá a través del cable hasta el extremo negativo de la batería. Dado que la resistencia de la resistencia es mucho más alta que la del circuito con solo el cable y dado que la resistencia en serie se suma, la mayor parte de la caída de voltaje será en la resistencia, por lo que no tenemos que preocuparnos por la caída de voltaje en el cable. Por lo tanto, nunca hablamos de corriente sin una resistencia, aunque estaría allí y, de hecho, el cable actuaría como una resistencia.

La corriente fluye desde el potencial eléctrico alto al potencial eléctrico bajo que se encuentra en dos extremos (terminales) de la celda debido a la diferencia en el n. de electrones acumulados en dos extremos. Si ellos (extremos) están conectados por un cable conductor ideal (resistencia cero teóricamente), forma un bucle cerrado . Es bastante seguro que la corriente fluye a través de un circuito cerrado, ya que la corriente es simplemente el flujo de electrones y los electrones tienen la tendencia de fluir de un potencial eléctrico alto a uno bajo. Como no hay resistencia que se oponga al flujo, el flujo de electrones será vigoroso, lo que llamamos cortocircuito.

sí La corriente fluirá. ser muy simple...

V = IR cuando donde R es rsistance, I es actual, V es potencial

I=V/R si V es finito y R es 0, la corriente será infinita o no definida

por lo tanto, la situación en sí no está definida o no podría alcanzarse o probarse, pero como teóricamente la corriente será infinita

incluso el calor liberado H = (R) (I ^ 2) no se puede definir como (I ^ 2) es infinito y (R) es 0, por lo que el producto de infinito y 0 no está definido