Che cos'è esattamente un corto circuito?

Nel mio libro non c'è spiegazione della frase corto circuito ma in molti punti l'autore l'ha usata. L'avevo cercato su Google. Alcuni lo spiegano come il flusso di carica lungo un'alta differenza potenziale mentre altri lo spiegano come il flusso di carica lungo un percorso a bassa resistenza. Che cos'è esattamente un corto circuito? Una spiegazione insieme a un diagramma sarebbe molto utile.

In termini semplici e pratici, un cortocircuito è un percorso indesiderato o non intenzionale che la corrente può prendere e che ignora le rotte che si vuole effettivamente intraprendere.

Questo è normalmente un percorso a bassa resistenza tra due punti con potenziale diverso.

Per esempio:

^{simula questo circuito - Schema creato usando CircuitLab}

Nel semplice circuito LED sinistro, poco più di 6 mA scorre intorno al circuito. Crea un corto circuito, rappresentato da una resistenza molto bassa (nessun filo è un conduttore perfetto da 0 Ω) e 5000 A vogliono provare a fluire attraverso di esso. Questa è una brutta notizia per la batteria. La batteria potrebbe esplodere bene. Ciò che è certo, tuttavia, la resistenza interna della batteria limiterà la corrente che può esistere e si noterà una grande caduta di tensione ai terminali della batteria, causando il blocco dell'intero circuito.

Questo è un corto circuito :

Ok, questo è quello che volevo davvero sminuire. Vediamo se riusciamo a rispondere alla tua domanda con il resto dello spazio.

Un corto circuito è una connessione tra due elementi che non si intendeva connettere. Nella maggior parte dei casi, questo comportamento è altamente imprevisto e tende a causare un comportamento improprio del circuito.

Uno dei più comuni cortocircuiti è un filo che collega due punti che sono guidati a un potenziale fisso tra loro (come i due poli di una presa a muro da 120 V, che sono guidati dal generatore presso la compagnia elettrica per rimanere a 120 V AC a parte). In questi casi, il risultato è di solito spettacolare e comporta effetti secondari. Ad esempio, se metti un filo attraverso una presa a muro da 120 V, scoprirai molto rapidamente che quel filo non aveva una resistenza di 0ohm, come un filo ideale, ma piuttosto aveva una resistenza molto piccola (0,001ohm o simile) e ora sta permettendo a un'enorme quantità di corrente di fluire attraverso di essa ... almeno fino a quando non si riscalda e si scioglie!

La cosa importante dei cortocircuiti è che coinvolgono sempre alcune sfaccettature non intenzionali del circuito. È possibile che sia presente un alimentatore per computer che genera un segnale a 5 V tramite transistor. Ora sappiamo entrambi che i transistor sono imperfetti e ci sono alcuni effetti secondari, ma i produttori di alimentatori fanno di tutto per minimizzare questi effetti in modo che io e te possiamo semplicemente dire "oh, questo filo eroga 5V!" Quando si utilizza un filo per collegarlo a una terra (0 V), creiamo un corto. Se modellassi questo alimentatore come un perfetto generatore di tensione ideale a 5 V, scopriresti che le equazioni non funzionano. Non è possibile collegare una linea 0 V e una linea 5 V con un filo ideale , poiché un filo può essere solo a una tensione. Non possiamo più modellare l'alimentatore come fonte di tensione ideale.

Quello che accadrà è che i transistor nell'alimentatore inizieranno a limitare la corrente. In genere questo limite è molto alto e può essere abbastanza alto da iniziare a surriscaldare i transistor. Questo può fare ogni sorta di cose cattive (come la saldatura a fusione) e il risultato può essere facilmente il guasto dell'alimentatore!

Un cortocircuito è un tipo specifico di circuito parallelo in cui il collegamento tra due nodi qualsiasi del circuito ha una resistenza significativamente bassa rispetto agli altri due.

In questo caso, poiché la tensione dovrebbe essere uguale ai due nodi, la resistenza di ciascun percorso del circuito parallelo dividerà la corrente totale attraverso di essi. Poiché un percorso ha una resistenza molto bassa, la maggior parte della corrente attraverserà quel percorso. Questo spesso priva l'altro percorso di qualsiasi corrente significativa per l'uso più pratico.

cioè un motore da 100 ohm in parallelo con una resistenza da 0,01 ohm sarà un corto circuito. Un resistore 0,01 in parallelo con un resistore 0,01 non sarà considerato un corto circuito, poiché le due resistenze sono abbastanza simili. Notare che un filo è solo un conduttore imperfetto con una certa resistenza tipicamente nella gamma di cifre singole o inferiori.

Un corto circuito è semplicemente una connessione indesiderata tra due punti in un circuito. Questa connessione indesiderata di solito provoca un comportamento errato del circuito generale.

Un corto circuito è in genere un percorso da un'alimentazione al suo ritorno, la cui resistenza è piccola rispetto all'efficace resistenza in serie dell'alimentazione e dei fili che lo collegano.

Se un'alimentazione si comporta come una resistenza in serie con una tensione costante, la quantità di energia assorbita dall'alimentazione aumenterà quando la resistenza del carico diminuisce, ma la frazione della potenza di alimentazione che raggiunge il carico aumenterà all'aumentare della resistenza del carico salire. Questi effetti si bilanciano quando la resistenza del carico corrisponde alla resistenza lato alimentazione.

Se la resistenza di carico è piccola rispetto alla resistenza sul lato alimentazione, una grande quantità di energia verrà prelevata dall'alimentazione, ma molto poco riuscirà effettivamente a raggiungere il carico. Una caratteristica comune dei cortocircuiti è che la quantità di energia che viene utilmente impiegata da un piccolo circuito sarà generalmente molto al di sotto della quantità di potenza che potrebbe essere raccolta se la resistenza del carico fosse maggiore.

Un corto circuito è semplicemente una connessione a bassa resistenza tra i due conduttori che fornisce energia elettrica a qualsiasi circuito. Ciò si traduce in un flusso di corrente eccessivo nella fonte di alimentazione attraverso il "corto" e può persino causare la distruzione della fonte di alimentazione. Se un fusibile si trova nel circuito di alimentazione, farà il suo lavoro e si spegnerà, aprendo il circuito e arrestando il flusso di corrente. 

Un corto circuito può trovarsi in un circuito a corrente continua o alternata (CC o CA). Se si tratta di una batteria in corto, la batteria si scaricherà molto rapidamente e si surriscalderà a causa dell'elevato flusso di corrente. 

I cortocircuiti possono produrre temperature molto elevate a causa dell'elevata dissipazione di potenza nel circuito. Se un condensatore ad alta tensione carico viene cortocircuitato da un filo sottile, l'enorme dissipazione di corrente e potenza risultante farà esplodere effettivamente il filo. 

Se stai parlando della tua casa, noterai che i tuoi interruttori sono classificati, ad esempio, 10 Amp, 20 Amp e 100 Amp per gli interruttori principali.

Qualunque cosa tu colleghi per dire che il circuito da 10 Amp non deve assorbire più di 10 Amp o naturalmente fa scattare l'interruttore. Se guardi il dispositivo che stai collegando, probabilmente ti dirà quanta corrente assorbe, ad esempio, una radio può assorbire 2,5 amp. La radio è un carico e potenziali elettrici (120 volt o talvolta indicati come 117 volt o 110 volt) nella presa forniscono corrente attraverso un carico, cioè attraverso un resistore che limita la corrente.

Dimentica per un momento che la resistenza CA deve essere calcolata tenendo conto della capacità, dell'induttanza E della resistenza. La resistenza CA si chiama impedenza, ma supponiamo solo che il carico della radio sia tutto resistivo. Assorbe 2,5 Amp, ma ora se hai scollegato quella radio e bloccato un singolo pezzo di filo nella presa collegando così il caldo e il neutro insieme, la corrente si spara fino all'infinito (o forse 1.000 di amplificatori) perché c'è un quasi incommensurabile resistenza in quel pezzettino di filo. L'interruttore interviene a causa di questa alta corrente.
Il piccolo pezzo di filo è un corto circuito diretto che non vorrai mai fare. E supponiamo che un componente all'interno della radio perda la sua qualità resistiva e si trasformi in un pezzo di filo, ecco fatto, hai un cortocircuito all'interno della radio e l'interruttore da 10 Amp scatta. Una proprietà unica di una lampadina è che puoi considerarlo un "pezzo di filo" (il filamento) ma è in una bobina (guarda da vicino un filamento, non è dritto ma è arrotolato) che fornisce induttanza che limita la corrente, simile a un resistore, ma anche diverso da un resistore, e anche il filamento è all'interno di un vuoto che non fornisce ossigeno, quindi il filamento "brucia" ma dura a lungo.