O que acontece quando um resistor entra em curto-circuito?
Um curto-circuito é uma conexão anormal entre dois nós de um circuito elétrico projetado para ter tensões diferentes. Isto resulta numa corrente eléctrica limitada apenas pela resistência equivalente de Thévenin do resto da rede, o que pode causar danos no circuito, sobreaquecimento, incêndio ou explosão. Embora, via de regra, sejam decorrentes de uma falha, há casos em que os curtos-circuitos são provocados intencionalmente, por exemplo, para proteger os circuitos de percussão dos sensores de tensão.
Na análise de circuitos, um curto-circuito é definido como uma conexão entre dois nós que os força a estarem na mesma tensão. Num curto-circuito “ideal”, significa que não há resistência e, portanto, não há queda de tensão na conexão. Em circuitos reais, o resultado é uma conexão quase sem resistência. Nesse caso, a corrente é limitada apenas pela resistência do resto do circuito.
Por exemplo: Um tipo comum de curto-circuito ocorre quando os terminais positivo e negativo de uma bateria são conectados a um condutor de baixa resistência, como um cabo. Com baixa força de conexão, uma alta corrente fluirá, o que fará com que uma grande quantidade de energia seja entregue em um curto período de tempo.
Uma alta corrente fluindo através de uma bateria pode causar um rápido aumento de temperatura, o que pode resultar em uma explosão com liberação de gás hidrogênio e eletrólitos (um ácido ou uma base) que podem queimar o tecido e causar cegueira ou até morte. Fios sobrecarregados superaquecerão, causando danos ao isolamento do fio ou incêndio. Condições de alta corrente também podem ocorrer com cargas de motores elétricos em condições estacionárias, como quando o rotor de uma bomba acionada eletricamente está bloqueado por detritos; Isto não é curto, embora possa ter alguns efeitos semelhantes.
Em dispositivos elétricos, os curtos-circuitos não intencionais geralmente ocorrem quando o isolamento de um cabo se rompe ou quando outro material principal é introduzido, permitindo que a carga flua por um caminho diferente do desejado.
Nos circuitos de rede, os curtos-circuitos podem ocorrer entre duas fases, entre fase e neutro ou entre fase e terra. É provável que tais curtos-circuitos gerem uma corrente muito elevada e, portanto, ativem rapidamente um dispositivo de proteção contra sobrecorrente. No entanto, podem ocorrer curtos-circuitos entre condutores neutros e terra e entre dois condutores na mesma fase.
Esses curtos podem ser perigosos, principalmente porque não podem dar origem a uma corrente elevada e, portanto, têm menor probabilidade de serem detectados. Os possíveis efeitos incluem a ativação inesperada de um circuito que deveria estar isolado. Para ajudar a reduzir os efeitos negativos dos curtos-circuitos, os transformadores de distribuição de energia são deliberadamente projetados para ter uma certa reatância de fuga. A resistência de fuga (normalmente em torno de 5 a 10% da impedância total da carga) ajuda a limitar a magnitude e a taxa de aumento da corrente de falta.
Um curto-circuito pode levar à formação de um arco elétrico. O arco, um canal de plasma ionizado quente, é muito condutor e pode persistir mesmo após quantidades significativas de material original terem evaporado dos condutores. A erosão superficial é um sinal típico de dano ao arco elétrico. Mesmo molas curtas podem eliminar quantidades significativas de material dos eletrodos.
A temperatura do arco elétrico resultante é muito alta (dezenas de milhares de graus Fahrenheit), fazendo com que o metal nas superfícies de contato derreta, pesque e migre com a corrente, e escape para o ar na forma de pós finos. >
