Il circuito aperto e il cortocircuito sono due termini speciali che rappresentano gli estremi opposti della linea del numero di resistenza.

Possiamo guardare un circuito osservando qualsiasi coppia di terminali esposti:

Nel contesto di due terminali qualsiasi di un circuito:

Un cortocircuito implica che i due terminali siano collegati esternamente con resistenza R = 0, la stessa di un filo ideale. Ciò significa che non c’è differenza di tensione zero per qualsiasi valore corrente. (Si noti che i fili reali hanno resistenza diversa da zero!)

Un circuito aperto implica che i due terminali sono punti sono scollegati esternamente, che è equivalente ad una resistenza R=∞. Ciò significa che la corrente zero può fluire tra i due terminali, indipendentemente da qualsiasi differenza di tensione. (Si noti che tensioni molto elevate possono causare archi di corrente a fluire anche su grandi spazi di aria o vuoto!)

Il concetto di guardare in due terminali di un circuito e guardare il comportamento a questi due estremi è potente.

Sia in teoria che in pratica, la parola “esternamente” non ha un significato specifico. È un confine arbitrario per separare il comportamento” originale ” di un circuito dal nuovo comportamento quando apportiamo determinate modifiche a qualsiasi coppia di nodi. Questo confine artificiale considera il resto del circuito, le parti interne alla scatola nera, non modificate. Facendo questa ipotesi, possiamo fare solo un piccolo cambiamento esterno alla scatola nera e vedere il suo effetto sulla scatola nera.

Uso nella misura pratica

Un voltmetro ideale è circuito aperto. Un circuito aperto è un’approssimazione limitante per un voltmetro reale, che avrà una resistenza grande (ma non infinita).

Un amperometro ideale è corto circuito. Un cortocircuito è un’approssimazione limitante per un amperometro reale, che avrà una piccola (ma non zero) resistenza.

Vedere la sezione Multimetri& Misure per ulteriori informazioni.

Uso nell’analisi teorica

Proprio come un voltmetro e un amperometro misurano collegando due sonde a un circuito, l’analisi teorica viene spesso eseguita osservando solo due nodi di un circuito.

Aperto e corto circuito forniscono due punti utili sulla curva V-I.

In particolare:

• La tensione a circuito aperto è la differenza di tensione misurata tra due terminali quando nessuna corrente viene aspirata o fornita.
• La corrente di corto circuito è la corrente che scorre quando i terminali sono costretti ad avere differenza di tensione zero.

Useremo questi due valori nei circuiti equivalente Venin e equivalente Norton.

Uso nel design robusto

Nel design pratico, vorremmo che i circuiti che costruiamo sopravvivessero sia alle condizioni normali per cui sono progettati, sia ad alcune condizioni insolite che accadono occasionalmente ma non dovrebbero essere permesse di causare danni permanenti.

I circuiti aperti si verificano anche quando indesiderati. Ad esempio, ogni volta che qualcosa è scollegato o scollegato, abbiamo una condizione di circuito aperto.

I cortocircuiti si verificano anche quando indesiderati. Ad esempio, se un connettore si interrompe momentaneamente su due terminali mentre viene inserito, o una piccola rasatura metallica finisce nel posto sbagliato, avremo una condizione di cortocircuito.

Ove possibile, dovremmo progettare per circuiti aperti e cortocircuiti in vari punti all’interno del circuito, specialmente in qualsiasi ingresso e uscita esposti. Dovremmo progettare in modo tale che eventuali guasti siano temporanei e/o recuperabili, ad esempio con un interruttore automatico.

Uso nella produzione

I resistori intenzionali R=0 Ω (cortocircuito) vengono talvolta aggiunti a un circuito stampato perché il progettista desidera la flessibilità di modificare il valore senza dover ridisegnare il circuito stampato in seguito se desidera aggiungere qualche resistenza di serie diversa da zero (o altro componente di serie) in futuro.

Allo stesso modo, ponticelli intenzionali (circuito aperto) sono a volte aggiunti perché il progettista vuole la flessibilità per collegare una sezione più tardi, forse per aggiungere una resistenza parallela.

Entrambi possono consentire modifiche flessibili pur condividendo gli stessi costi generali di produzione. Ciò mantiene bassi i costi unitari ed evita costosi tempi di riprogettazione.

What’s Next

Nella prossima sezione, Thevenin Equivalent e Norton Equivalent Circuits, vedremo come il concetto di due terminali può essere applicato per fare un’approssimazione semplificata di ciò che è nel “circuito della scatola nera” etichettato sopra.