Какое условие должно быть выполнено, чтобы цепь была короткозамкнутой?

Я видел несколько определений. Пойду от самого простого к самому сложному. Скорее всего хватит простых.

Наиболее распространенное определение короткого замыкания — это всякий раз, когда уравнения для модели вашей цепи предполагают, что один провод должен иметь два разных напряжения. Как известно, идеальный провод имеет одинаковый потенциал во всех точках провода. Если ваши уравнения предполагают, что провод должен находиться под двумя разными напряжениями одновременно, у вас короткое замыкание.

Наиболее очевидным примером может быть простая петля с проводом, идущим от положительной стороны батареи 5 В к отрицательной стороне. Для удобства возьмем опорное напряжение (земля) на отрицательной стороне батареи. Провод подключен к отрицательной стороне, поэтому его напряжение также должно быть 0В. Однако, поскольку провод также подключен к положительной стороне, напряжение на проводе должно быть 5 В. Провод не может быть обоими — это короткое замыкание.

Что происходит в этих случаях, так это то, что ваша идеальная модель не работает, и фактическое физическое поведение зависит от множества неидеальных поведений, которые вы обычно игнорируете. Например, у батареи есть «внутреннее» сопротивление, и у провода тоже есть сопротивление. Когда вы рассмотрите их, вы увидите, что провод на самом деле будет больше похож на длинный резистор, а не на идеальный идеальный провод.

Это подводит нас ко второму определению, которое вы увидите позже. Если вы займетесь проектированием схем, вы можете в конечном итоге моделировать схемы с такой точностью, с какой вы действительно можете это сделать.смоделируйте, что происходит, когда вы соединяете два провода, которых у вас не должно быть. В этих случаях более простое определение «провода с двумя напряжениями» не работает, потому что вы построили свою модель с учетом этих эффектов. В этих случаях короткое замыкание определяется как любой путь с низким сопротивлением, из-за которого схема ведет себя не так, как ее технические характеристики. Например, в радиочастотных цепях вы найдете много частотно-зависимого поведения. Вы должны моделировать их тщательно. Вы можете найти резонансную частоту вашей схемы, которая вкладывает столько энергии в одну часть вашей схемы, что вы просто не планировали этого, даже если у вас были модели для этого.

Наконец, есть нетерминальная версия. Иногда мы будем использовать слово «короткий», чтобы описать очень преднамеренный путь с низким сопротивлением. В электротехнике есть много случаев, когда вам могут сказать «замкнуть провод на землю», и это было в спецификациях проекта. Одним из примеров являются шины с подтягивающими резисторами. Очень распространенная конструкция шины состоит в том, что между двумя микросхемами проходит провод связи, который имеет «подтягивающий» резистор, соединяющий его с питанием (5 В). Эта конструкция гарантирует, что на проводе будет напряжение 5 В, которое видят обе микросхемы. Если вы «замкнули его на землю», это означает, что вы подключаете провод напрямую к земле.

Если вы увидите такой сценарий, вы поймете, что не существует «короткого замыкания», описанного в первых двух определениях. У вас просто есть подключение от 5В через резистор к земле, а весь провод шины держится на 0В. Ничего особенного в этой связи нет. Однако мы все равно будем называть это «коротким замыканием». Почему? Что ж, язык работает таинственным образом. Однако, если бы мне пришлось рискнуть предположить, я бы сказал, что это потому, что подключение к земле чего-то, что еще не было подключено таким образом, является одним из тех действий, на которые обращает внимание инженер-электрик. Мы создавали короткие замыкания таким образом раньше. В данном случае это соединение предназначено. Называя это «коротким», человек, пишущий инструкции, дает понять рабочему, что да, действительно,