¿Qué condiciones se deben cumplir para que un circuito se cortocircuite?

He visto algunas definiciones. Iré de lo más simple a lo más complejo. Lo más probable es que los simples sean suficientes.

La definición más común de un cortocircuito es cuando las ecuaciones para el modelo de su circuito sugieren que un solo cable debe tener dos voltajes diferentes. Como sabe, un cable ideal tiene el mismo potencial en todos los puntos a lo largo del cable. Si sus ecuaciones sugieren que un cable debe mantenerse a 2 voltajes diferentes a la vez, tiene un cortocircuito.

El ejemplo más obvio sería un bucle simple con un cable que va del lado positivo de una batería de 5V al lado negativo. Por conveniencia, tomemos un voltaje de referencia (tierra) en el lado negativo de la batería. El cable está conectado al lado negativo, por lo que su voltaje también debe ser 0V. Sin embargo, debido a que el cable también está conectado al lado positivo, el voltaje en el cable debe ser de 5V. El cable no puede ser ambos; esto es un cortocircuito.

Lo que sucede en estos casos es que su modelo ideal se descompone y el comportamiento físico real depende de muchos comportamientos no ideales que generalmente ignora. Por ejemplo, la batería tiene una resistencia "interna" y el cable también tiene una resistencia. Cuando considere esto, verá que el cable en realidad actuará más como una resistencia larga, en lugar de un cable ideal perfecto.

Esto nos lleva a una segunda definición, que no verá hasta más adelante. Si te dedicas al diseño de circuitos, podrías terminar modelando circuitos con una fidelidad a la que realmente puedesmodele lo que sucede cuando conecta dos cables que no debería tener. En estos casos, la definición más simple de "un cable con dos voltajes" falla porque construyó su modelo para incluir estos efectos. En estos casos, un cortocircuito se define como cualquier ruta de baja resistencia que hace que el circuito se comporte fuera de sus especificaciones de diseño. Como ejemplo, en los circuitos de radiofrecuencia, encontrará muchos comportamientos dependientes de la frecuencia. Tienes que modelarlos con cuidado. Puede encontrar una frecuencia resonante de su circuito que pone tanta energía en una parte de su circuito que simplemente no lo planeó, a pesar de que tenía los modelos para hacerlo.

Finalmente, hay una versión no terminal. A veces usaremos la palabra "corto" para describir un camino de baja resistencia muy intencional. Hay muchos casos en ingeniería eléctrica en los que se le puede pedir que "cortocircuite un cable a tierra", y hacerlo estaba en las especificaciones de diseño. Un ejemplo es en buses con resistencias pull-up. Un diseño de bus muy común es tener un cable de comunicación entre dos chips que tiene una resistencia "pull up" que lo conecta a la alimentación (5V). Esta construcción garantiza que el cable esté a 5 V, lo que ven ambos chips. Si lo "cortas a tierra", eso significa que conectas el cable directamente a tierra.

Si ve tal escenario, se dará cuenta de que no hay un "cortocircuito" como se describe en las dos primeras definiciones. Solo tiene una conexión de 5V a través de una resistencia a tierra, y todo el cable del bus se mantiene a 0V. No hay nada espectacular en esta conexión en absoluto. Sin embargo, lo llamaremos un "cortocircuito" de todos modos. ¿Por qué? Bueno, el lenguaje funciona de maneras misteriosas. Sin embargo, si tuviera que aventurarme a adivinar, diría que es porque conectar algo a tierra que aún no estaba conectado de esa manera es una de esas acciones a las que un ingeniero eléctrico le presta atención. Hemos creado cortocircuitos de esa manera antes. En este caso, se pretende esa conexión. Al llamarlo "corto", la persona que escribe las instrucciones le deja claro al trabajador que, efectivamente,