O que exatamente é um curto-circuito?

No meu livro, não há explicação para a frase curto-circuito, mas em muitos lugares o autor a usou. Eu pesquisei no Google. Alguns o explicam como o fluxo de carga ao longo de uma diferença de alto potencial, enquanto outros o explicam como o fluxo de carga ao longo de um caminho de baixa resistência. O que exatamente é um curto-circuito? Uma explicação junto com um diagrama seria muito útil.

Em termos simples e práticos, um curto-circuito é um caminho indesejado ou involuntário que a corrente pode seguir, ignorando as rotas que você realmente deseja seguir.

Normalmente, esse é um caminho de baixa resistência entre dois pontos de potencial diferente.

Por exemplo:

^{simular este circuito - esquemático criado usando o CircuitLab}

No circuito simples de LED esquerdo, pouco mais de 6 mA estão circulando pelo circuito. Crie um curto-circuito, representado por uma resistência muito baixa (nenhum fio é um condutor perfeito de 0 Ω) e 5000 A deseja tentar fluir através dele. Isso é uma má notícia para a bateria. A bateria pode explodir. O que é certo, porém, é que a resistência interna da bateria limita a corrente que pode existir e uma grande queda de tensão será vista nos terminais da bateria, fazendo com que todo o circuito pare de funcionar.

Este é um curto-circuito :

Ok, é isso que eu realmente queria largar. Vamos ver se podemos responder à sua pergunta com o resto do espaço.

Um curto-circuito é uma conexão entre dois elementos que você não pretendia conectar. Na maioria dos casos, esse comportamento é altamente inesperado e tem uma tendência a fazer com que seu circuito se comporte incorretamente.

Um dos curtos-circuitos mais comuns é um fio que conecta dois pontos que estão sendo direcionados para um potencial fixo entre eles (como os dois pinos de uma tomada de parede de 120V, que estão sendo acionados pelo gerador na empresa de energia para permanecer 120V CA à parte). Nesses casos, o resultado geralmente é espetacular e envolve efeitos secundários. Por exemplo, se você colocar um fio em uma tomada de 120V, descobrirá rapidamente que esse fio não possui resistência de 0ohm, como um fio ideal, mas possui uma resistência muito pequena (0,001ohm ou similar) e agora está permitindo que uma enorme quantidade de corrente flua através dela ... pelo menos até que se aqueça e derreta!

O importante sobre os curtos-circuitos é que eles sempre envolvem alguma faceta não intencional do circuito. Você pode ter uma fonte de alimentação de computador que gere um sinal de 5V usando transistores. Agora nós dois sabemos que os transistores são imperfeitos, e existem alguns efeitos secundários, mas os fabricantes de fontes de alimentação se esforçam muito para minimizar esses efeitos, para que você e eu possamos apenas dizer "oh, este fio fornece 5V!" Quando você usa um fio para conectá-lo a um terra (0V), criamos um curto. Se você estivesse modelando esta fonte de alimentação como um gerador ideal de tensão ideal de 5V, descobriria que as equações simplesmente não funcionam. Você não pode conectar uma linha de 0V e uma linha de 5V com um fio ideal , porque um fio pode ter apenas uma voltagem. Não podemos mais modelar a fonte de alimentação como uma fonte de tensão ideal.

O que acontecerá é que os transistores da fonte de alimentação começarão a limitar a corrente. Normalmente, esse limite é muito alto e pode ser alto o suficiente para começar a superaquecer os transistores. Isso pode fazer todo tipo de coisas desagradáveis ​​(como solda por fusão), e o resultado pode ser facilmente a falha da fonte de alimentação!

Um curto-circuito é um tipo específico de circuito paralelo em que na conexão entre dois nós determinados do circuito tem uma resistência significativamente baixa em comparação com os outros dois.

Nesse caso, como a tensão deve ser igual nos dois nós, a resistência de cada caminho do circuito paralelo dividirá a corrente total através deles. Como um caminho tem uma resistência muito muito baixa, a maior parte da corrente passará por esse caminho. Isso geralmente priva o outro caminho de qualquer corrente significativa para o uso mais prático.

ou seja, um motor de 100 ohm em paralelo com um resistor de 0,01 ohm será um curto-circuito. Um resistor de 0,01 em paralelo com um resistor de 0,01 não será considerado um curto-circuito, pois as duas resistências são bastante semelhantes. Observe que um fio é apenas um condutor imperfeito com alguma resistência normalmente na faixa de um ou mais dígitos.

Um curto-circuito é simplesmente uma conexão indesejada entre dois pontos em um circuito. Essa conexão indesejada geralmente fará com que o circuito geral se comporte de alguma maneira.

Um curto-circuito é tipicamente um caminho entre a fonte e seu retorno, cuja resistência é pequena em relação à resistência efetiva em série da fonte e dos fios que a conectam.

Se uma fonte se comportar como uma resistência em série com uma tensão constante, a quantidade de energia extraída da fonte aumentará à medida que a resistência da carga diminuir, mas a fração da energia da fonte que atinge a carga aumentará conforme a resistência da carga sobe. Esses efeitos serão equilibrados quando a resistência da carga corresponder à do lado da oferta.

Se a resistência da carga for pequena em relação à resistência do lado da oferta, uma grande quantidade de energia será extraída da fonte, mas muito pouco dela realmente chegará à carga. Uma característica comum dos curtos-circuitos é que a quantidade de energia que é útil para um pequeno circuito geralmente fica muito abaixo da quantidade de energia que pode ser colhida se a resistência da carga for maior.

Um curto-circuito é simplesmente uma conexão de baixa resistência entre os dois condutores que fornecem energia elétrica a qualquer circuito. Isso resulta em fluxo excessivo de corrente na fonte de energia através do 'curto' e pode até causar a destruição da fonte de energia. Se um fusível estiver no circuito de alimentação, ele fará seu trabalho e queimar, abrindo o circuito e interrompendo o fluxo de corrente. 

Um curto-circuito pode estar em um circuito de corrente direta ou alternada (CC ou CA). Se a bateria estiver em curto, a bateria será descarregada muito rapidamente e aquecerá devido ao alto fluxo de corrente. 

Curtos-circuitos podem produzir temperaturas muito altas devido à alta dissipação de energia no circuito. Se um capacitor carregado de alta tensão sofrer um curto-circuito com um fio fino, a enorme dissipação de corrente e energia resultante fará com que o fio realmente exploda. 

Se você estiver falando sobre sua casa, notará que seus disjuntores são classificados, por exemplo, 10 A, 20 A e 100 A para os disjuntores principais.

Qualquer coisa que você conectar para dizer que o circuito de 10 A não deve consumir mais que 10 A ou, naturalmente, dispara o disjuntor. Se você olhar no dispositivo que está conectando, provavelmente lhe dirá quanta corrente ele extrai, por exemplo, um rádio pode consumir 2,5 amperes. O rádio é uma carga e os potenciais elétricos (120 volts ou às vezes designados como 117 volts ou 110 volts) no soquete fornecem corrente através de uma carga, ou seja, através de um resistor que limita a corrente.

Esqueça por um momento que a resistência CA deve ser calculada levando em consideração capacitância, indutância E resistência. A resistência CA é chamada impedância, mas apenas assuma que a carga do rádio é totalmente resistiva. Consome 2,5 Amperes, mas agora, se você desconectasse o rádio e prendesse um único fio na tomada, conectando o quente e o neutro, a corrente seria disparada até o infinito (ou talvez 1.000 mil amperes), porque há um quase imensurável resistência naquele pedacinho de arame. O disjuntor desarma devido a essa corrente alta.
O pequeno pedaço de fio é um curto-circuito direto que você nunca quer fazer. E, suponha que um componente dentro do rádio perca sua qualidade resistiva e se transforme em um pedaço de arame, lá está, você tem um curto-circuito dentro do rádio e o disjuntor de 10 Amp dispara. Uma propriedade única de uma lâmpada é que você pode considerá-la um "pedaço de fio" (o filamento), mas está em uma bobina (observe atentamente um filamento, não é reto, mas enrolado), o que fornece indutância que limita a corrente, similar a um resistor, mas também diferente de um resistor, e também o filamento está dentro de um vácuo que não fornece oxigênio; portanto, o filamento "queima", mas dura muito tempo.