Un cortocircuito (a veces abreviado como corto o s / c ) es un circuito eléctrico que permite que una corriente viaje a lo largo de una ruta no deseada con impedancia eléctrica nula o muy baja . Esto da como resultado una corriente excesiva que fluye a través del circuito. Lo opuesto a un cortocircuito es un " circuito abierto ", que es una resistencia infinita entre dos nodos.
Definición
Un cortocircuito es una conexión anormal entre dos nodos de un circuito eléctrico destinado a tener diferentes voltajes. Esto da como resultado una corriente eléctrica limitada únicamente por la resistencia equivalente de Thévenin del resto de la red que puede provocar daños en el circuito, sobrecalentamiento , incendio o explosión . Aunque generalmente es el resultado de una falla , hay casos en los que los cortocircuitos se causan intencionalmente, por ejemplo, con el propósito de los protectores de circuito de palanca con detección de voltaje .
En el análisis de circuitos , un cortocircuito se define como una conexión entre dos nodos que los obliga a estar al 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 casi sin resistencia. En tal caso, la corriente está limitada solo por la resistencia del resto del circuito.
Ejemplos de
Un tipo común de cortocircuito ocurre cuando los terminales positivo y negativo de una batería están conectados con un conductor de baja resistencia , como un cable . Con una baja resistencia en la conexión, fluirá una alta corriente , provocando el suministro de una gran cantidad de energía en un corto período de tiempo.
Una corriente alta que fluye a través de una batería puede provocar un rápido aumento de la temperatura, lo que podría provocar una explosión con la liberación de gas hidrógeno y electrolito (un ácido o una base ), que puede quemar el tejido y causar ceguera o incluso la muerte. Los cables sobrecargados también se sobrecalentarán y dañarán el aislamiento del cable o provocarán un incendio. Las condiciones de alta corriente también pueden ocurrir con cargas de motores eléctricos en condiciones de bloqueo, como cuando el impulsor de una bomba accionada eléctricamente está atascado por escombros; este no es un corto, aunque puede tener algunos efectos similares.
En los dispositivos eléctricos, los cortocircuitos involuntarios generalmente se producen cuando el aislamiento de un cable se rompe 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 neutro o entre una fase y tierra (tierra). Es probable que tales cortocircuitos produzcan una corriente muy alta y, por lo tanto, activen rápidamente un dispositivo de protección contra sobrecorriente. Sin embargo, es posible que surjan cortocircuitos entre los conductores neutro y de tierra y entre dos conductores de la misma fase. Estos cortocircuitos pueden ser peligrosos, sobre todo porque es posible que no generen inmediatamente una gran corriente y, por tanto, es menos probable que se detecten. Los posibles efectos incluyen la activación inesperada de un circuito que se presume está aislado. Para ayudar a reducir los efectos negativos de los cortocircuitos, los transformadores de distribución de energía están diseñados deliberadamente para tener una cierta cantidad de reactancia de fuga . La reactancia de fuga (generalmente alrededor del 5 al 10% de la impedancia de carga completa) ayuda a limitar tanto la magnitud como la tasa 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 hayan evaporado cantidades significativas de material original de los conductores. La erosión de la superficie 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 hace que el metal de las superficies de contacto se derrita, se acumule y migre con la corriente, además de escapar al aire en forma de partículas finas. [1]
Daño
Una corriente de falla de cortocircuito puede, en milisegundos, ser miles de veces mayor que la corriente de funcionamiento normal del sistema. [2] Los daños por cortocircuitos se pueden reducir o prevenir empleando fusibles , disyuntores u otra protección contra sobrecargas , que desconectan la energía en reacción a una corriente excesiva. La protección contra sobrecargas debe elegirse de acuerdo con la corriente nominal del circuito. Los circuitos para electrodomésticos grandes requieren dispositivos de protección configurados o clasificados para corrientes más altas que los circuitos de iluminación. Los calibres de cables especificados en los códigos eléctricos y de construcción 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 manera segura la máxima corriente de cortocircuito posible .
En una instalación incorrecta, la sobrecorriente de un cortocircuito puede causar un calentamiento óhmico de las partes del circuito con mala conductividad (juntas defectuosas en el cableado, contactos defectuosos en las tomas de corriente o incluso el lugar del cortocircuito en sí). Tal sobrecalentamiento es una causa común de incendios . Un arco eléctrico, si se forma durante el cortocircuito, produce una gran cantidad de calor y también puede provocar la ignición de sustancias combustibles.
En los sistemas de distribución industriales y de servicios públicos, las fuerzas dinámicas generadas por altas corrientes de cortocircuito hacen que los conductores se separen. Las barras colectoras, los cables y los aparatos pueden resultar dañados por las fuerzas generadas en un cortocircuito.
Conceptos relacionados
En electrónica , se dice que el modelo ideal ( ganancia infinita ) de un amplificador operacional produce un cortocircuito virtual entre sus terminales de entrada porque no importa cuál sea el voltaje 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]
Ver también
- Recocido por cortocircuito
- Capacidad de Interrupción
- Corriente de cortocircuito condicional
- Prueba de cortocircuito
- Otras fallas eléctricas :
- Falla a tierra
- Ley de Ohm
- Sobrecorriente , sobrecarga eléctrica
Referencias
- ^ "Nota de laboratorio n. ° 105 Vida de contacto: arco sin suprimir frente a arco suprimido " . Tecnologías de supresión de arco. Abril de 2011 . Consultado el 5 de febrero de 2012 .
- ^ Bhatia, A. "Introducción al análisis de cortocircuito" (PDF) . PDHonline . segundo. ¿Qué causa un cortocircuito? . Consultado el 3 de julio de 2019 . Resumen de Lay - Curso E204 .
- ^ Electrónica básica . IK International Pvt Ltd. Marzo de 2011. págs. 184–. GGKEY: 9NLKFQ9D0F2 . Consultado el 20 de abril de 2011 .
- ^ Robert Spence (5 de septiembre de 2008). Circuitos introductorios . John Wiley e hijos. págs. 99–. ISBN 978-0-470-77971-2. Consultado el 20 de abril de 2011 .
- ^ UABakshi; APGodse (1 de enero de 2010). Circuitos integrados lineales . Publicaciones técnicas. págs. 4–. ISBN 978-81-8431-773-2. Consultado el 20 de abril de 2011 .
enlaces externos
- Estrategia de resolución de problemas para hogares estadounidenses / canadienses de The Circuit Detective