Este enunciado ha sido aprobado por expertos así se asegura la exactitud de nuestra esta crónica.
Solución:
Cuando ocurre un cortocircuito, siempre que la impedancia de la fuente sea nullla impedancia solo está determinada por cables y es extremadamente baja (digamos resistencia $R < 1Omega$).
Por lo tanto, según la ley de Ohm, si no hay limitación de corriente, la corriente consumida es alta (por ejemplo, con $V_mathrmrms = 230mathrmV$, $I_mathrmrms > 230mathrm A$). En esta situación, el efecto Joule es predominante y sigue $mathcalP = UI = RI^2= fracV^2R > 52mathrmkW$.
También sucede si un tiempo muy corto ($tau < 0.01mathrms$): therefore it can be seen as an adiabatic transformation. This condition leads to a huge temperature difference ($Delta T>1000mathrmK$): las heridas de cobre se derretirán casi instantáneamente y podrían vaporizarse, incendiando todo a su alrededor.
Es por esto que los interruptores automáticos tienen una seguridad magnética: cortan el circuito antes de que la corriente alcance valores altos y destruyen los conductores (son protecciones de instalaciones, no están diseñadas para proteger a las personas. Solo la Protección de Corriente Residual con valor bajo puede hacerlo).
Los valores dados están en orden de magnitud, para determinarlos con precisión necesitará modelos (o ábacos) que dependen de muchos factores (fuente de voltaje, impedancia de la fuente, sección y longitud de los cables, coeficiente de transferencia de calor, etc.).
Me gustaría señalar que, salvo en las películas, no se da el caso de que “Cuando se produce un cortocircuito es evidente que hay fuego”.
Ahora es true que, para la mayoría, “cortocircuito” evoca una imagen de chispas y fuego pero, de hecho, la mayoría de los cortocircuitos simplemente provocan un mal funcionamiento del dispositivo, no chispas ni fuego.
Una noción práctica de “cortocircuito”, en este contexto, es un involuntario trayectoria de baja resistencia para la corriente eléctrica. Este camino de baja resistencia mayo (pero no necesariamente) dan como resultado una corriente mucho mayor a través de conductores conectados y otros elementos del circuito.
Entonces, ¿qué necesitamos, además de esta ruta de baja resistencia involuntaria, para un incendio?
Esencialmente, necesitamos un eléctrico fuente eso puede entregar energía suficiente, antes de que los elementos de protección abran el circuito, para causar un sobrecalentamiento suficiente en el circuito adjunto y/o fuente para iniciar un incendio.
La calefacción es sencilla de explicar. Los conductores en el circuito tienen una resistencia distinta de cero. La corriente eléctrica a través de una resistencia genera calor proporcional a la cuadrado de la corriente
$$p = i^2 R$$
donde $p$ es la potencia, $i$ es la corriente que pasa y $R$ es la resistencia. Esta es la razón por la que, por ejemplo, podemos producir calor con elementos calefactores eléctricos como los que se utilizan, por ejemplo, en hornos eléctricos.
Además, la fuente eléctrica tiene interno resistencia lo que significa que la fuente generará calor cuando haya una corriente a través de ella.
En cuanto a por qué la corriente a través de una resistencia produce calor, citaré el artículo de Wikipedia “calentamiento Joule”:
El calentamiento Joule es causado por interacciones entre las partículas en movimiento que forman la corriente (generalmente, pero no siempre, electrones) y los iones atómicos que forman el cuerpo del conductor. Las partículas cargadas en un circuito eléctrico son aceleradas por un campo eléctrico pero ceden parte de su energía cinética cada vez que chocan con un ion.
El aumento de la energía cinética o vibratoria de los iones se manifiesta como calor y aumento de la temperatura del conductor.