Un cortocircuito (a veces abreviado como corto o s/c ) es un circuito eléctrico que permite que una corriente viaje a lo largo de un camino no deseado 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 (o impedancia muy alta ) entre dos nodos.
Un cortocircuito es una conexión anormal entre dos nodos de un circuito eléctrico destinados 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 fin de detectar voltaje en los protectores de circuito de palanca .
En 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 tanto, no hay caída de tensión en la conexión. En circuitos reales, el resultado es una conexión casi sin resistencia. En tal caso, la corriente está limitada únicamente 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 alta corriente , provocando la entrega de una gran cantidad de energía en un corto período de tiempo.
Una corriente elevada que fluye a través de una batería puede provocar un rápido aumento de temperatura, lo que podría provocar una explosión con liberación de gas hidrógeno y electrolito (un ácido o una base ), que puede quemar tejidos 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 suelen producirse 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 neutro o entre una fase y tierra (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 se produzcan 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 lo 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 total) 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]
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 causados por cortocircuitos se pueden reducir o prevenir empleando fusibles , disyuntores u otra protección contra sobrecargas , que desconectan la alimentación en reacción a una corriente excesiva. La protección contra sobrecarga debe elegirse de acuerdo con la clasificación actual 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 inadecuada, 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 común de incendios . Un arco eléctrico, si se forma durante un 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 fuerzas generadas en un cortocircuito pueden dañar barras colectoras, cables y aparatos.
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 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]
