Circuito abierto y cortocircuito son dos términos especiales que representan los extremos opuestos de la línea numérica de resistencia.

Podemos mirar un circuito mirando cualquier par de terminales expuestos:

En el contexto de dos terminales cualesquiera de un circuito:

Un cortocircuito implica que los dos terminales están conectados externamente con resistencia R = 0, lo mismo que un cable ideal. Esto significa que hay una diferencia de voltaje cero para cualquier valor de corriente. (Tenga en cuenta que los cables reales tienen una resistencia distinta de cero!)

Un circuito abierto implica que los dos terminales son puntos desconectados externamente, lo que equivale a una resistencia R=∞. Esto significa que la corriente cero puede fluir entre los dos terminales, independientemente de cualquier diferencia de voltaje. (Tenga en cuenta que los voltajes muy altos pueden hacer que los arcos de corriente fluyan incluso sobre grandes espacios de aire o vacío.)

El concepto de mirar en dos terminales de un circuito y observar el comportamiento en estos dos extremos es poderoso.

Tanto en teoría como en práctica, la palabra «externamente» no tiene un significado específico. Es un límite arbitrario para separar el comportamiento «original» de un circuito del nuevo comportamiento cuando hacemos ciertas modificaciones en cualquier par de nodos. Este límite artificial considera que el resto del circuito, las partes internas de la caja negra, no están modificadas. Al hacer esa suposición, podemos hacer solo un pequeño cambio externo a la caja negra y ver su efecto en la caja negra.

Uso en mediciones prácticas

Un voltímetro ideal es de circuito abierto. Un circuito abierto es una aproximación limitante para un voltímetro real, que tendrá una resistencia grande (pero no infinita).

Un amperímetro ideal es un cortocircuito. Un cortocircuito es una aproximación limitante para un amperímetro real, que tendrá una resistencia pequeña (pero no cero).

Consulte la sección Mediciones de multímetros & para obtener más información.

Uso en Análisis teórico

Al igual que un voltímetro y un amperímetro miden conectando dos sondas a un circuito, el análisis teórico a menudo se logra observando solo dos nodos de un circuito.

El circuito abierto y el cortocircuito proporcionan dos puntos útiles en la curva V-I.

En particular:

• La tensión de circuito abierto es la diferencia de tensión medida entre dos terminales cuando no se extrae ni suministra corriente.
• La corriente de cortocircuito es la corriente que fluye cuando los terminales se ven obligados a tener una diferencia de voltaje cero.

Usaremos estos dos valores en los circuitos Equivalentes de Venin y Norton.

Uso en un diseño robusto

En un diseño práctico, nos gustaría que los circuitos que construimos sobrevivieran tanto a las condiciones normales para las que están diseñados como a algunas condiciones inusuales que ocurren ocasionalmente, pero no se debe permitir que causen daños permanentes.

Los circuitos abiertos ocurren incluso cuando no son deseados. Por ejemplo, cuando algo está desconectado o desenchufado, tenemos una condición de circuito abierto.

Los cortocircuitos también ocurren incluso cuando no son deseados. Por ejemplo, si un conector se corta momentáneamente a través de dos terminales mientras se inserta, o una pequeña afeitada de metal termina en el lugar equivocado, tendremos una condición de cortocircuito.

Siempre que sea posible, debemos diseñar para que los circuitos abiertos y los cortocircuitos ocurran en varios lugares dentro del circuito, especialmente en cualquier entrada y salida expuesta. Debemos diseñar de tal manera que cualquier falla sea temporal y/o recuperable, como con un disyuntor.

Uso en fabricación

Las resistencias intencionales R=0 Ω (cortocircuito) a veces se agregan a una placa de circuito impreso porque el diseñador quiere la flexibilidad de cambiar el valor sin tener que rediseñar la placa de circuito impreso más adelante si desea agregar alguna resistencia de serie distinta de cero (u otro componente de serie) en el futuro.

De manera similar, a veces se agregan almohadillas de puente intencionales (circuito abierto) porque el diseñador quiere la flexibilidad para conectar una sección más tarde, tal vez para agregar una resistencia paralela.

Ambos pueden permitir cambios flexibles mientras comparten los mismos costos generales de fabricación. Esto mantiene bajos los costos unitarios y evita el costoso tiempo de rediseño.

Qué sigue

En la siguiente sección, Los Circuitos Equivalentes de Venin y Norton, veremos cómo se puede aplicar el concepto de dos terminales para hacer una aproximación simplificada de lo que está en el «circuito de caja negra» etiquetado anteriormente.