Un cortocircuito (a veces abreviado como corto o s/c ) es un circuito eléctrico que permite que una corriente viaje por una ruta no deseada sin impedancia eléctrica o con una impedancia muy baja . Esto da como resultado que fluya una corriente excesiva a través del circuito. Lo opuesto a un cortocircuito es un circuito abierto , que es una resistencia infinita (o una impedancia muy alta ) entre dos nodos.
Un cortocircuito es una conexión anormal entre dos nodos de un circuito eléctrico destinados a estar a diferentes voltajes. Esto da como resultado una corriente eléctrica limitada solo por la resistencia equivalente de Thévenin del resto de la red, lo que puede causar daños en el circuito, sobrecalentamiento , incendio o explosión . Aunque generalmente es el resultado de una falla , hay casos en los que los cortocircuitos se provocan intencionalmente, por ejemplo, con el propósito de instalar protectores de circuito tipo palanca que detecten el 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 a través de la conexión. En circuitos reales, el resultado es una conexión con casi ninguna resistencia. En tal caso, la corriente está limitada solo por la resistencia del resto del circuito.
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 corriente alta, lo que provocará el suministro de una gran cantidad de energía en un corto período de tiempo.
Una corriente elevada que circula por una batería puede provocar un aumento rápido de la temperatura, lo que puede 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.
En los dispositivos eléctricos, los cortocircuitos involuntarios generalmente se producen cuando se rompe el aislamiento de un cable 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 el neutro o entre una fase y la tierra. Es probable que estos cortocircuitos generen 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, en particular porque pueden no generar inmediatamente una gran corriente y, por lo tanto, es menos probable que se detecten. Los posibles efectos incluyen la energización inesperada de un circuito que se presume 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 velocidad 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]
Una corriente de falla de cortocircuito puede, en cuestión de milisegundos, ser miles de veces mayor que la corriente de funcionamiento normal del sistema. [2] Los daños causados 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 clasificación de corriente 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 cable especificados en los códigos de construcción y eléctricos se eligen para garantizar un funcionamiento seguro junto con la protección contra sobrecargas. Un dispositivo de protección contra sobrecorriente debe tener una clasificación para interrumpir de forma segura la máxima corriente de cortocircuito prospectiva .
En caso de una instalación incorrecta, la sobrecorriente de un cortocircuito puede provocar un calentamiento óhmico de las partes del circuito con mala conductividad (uniones defectuosas en el cableado, contactos defectuosos en las tomas de corriente o incluso el propio lugar del cortocircuito). Este sobrecalentamiento es una causa habitual 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 industrial y de servicios públicos, las fuerzas dinámicas generadas por corrientes de cortocircuito elevadas hacen que los conductores se separen. Las barras colectoras, los cables y los aparatos pueden resultar dañados por las fuerzas generadas en un cortocircuito.
En electrónica , se dice que el modelo ideal ( ganancia infinita ) de un amplificador operacional produce un cortocircuito virtual entre sus terminales de entrada porque, sin importar 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, entonces 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]
