Cortocircuito

In Elettrotecnica si definisce cortocircuito un collegamento fra due punti di un circuito elettrico che ha resistenza prossima allo zero, ciò impone una tensione quasi nulla (o trascurabile) ai suoi capi e non impone vincoli sulla corrente che passa attraverso di esso, che può assumere valori molto elevati.

Cortocircuito ideale

Si definisce, invece, cortocircuito ideale un bipolo passivo che mantiene ai suoi morsetti una tensione nulla per qualunque valore della corrente che lo attraversa. Pertanto la sua equazione caratteristica risulta essere semplicemente:

\[\Delta V_{AB}=0\]

In sostanza possono essere assimilati a cortocircuiti tutti i conduttori di collegamento tra un bipolo e l’altro. Il cortocircuito ideale è assimilabile a un resistore ideale di resistenza nulla per il quale si ha sempre:

\[\Delta V_{AB} = 0 \cdot I = 0\]

Corrente di cortocircuito

Si definisce corrente di cortocircuito \(I_{cc}\) la corrente che si manifesta in un bipolo elettrico quando è nulla la tensione ai morsetti, ovvero quando i due morsetti del bipolo sono connessi direttamente tra di loro.

Il suo valore è dato dalla corrente nel punto di intersezione della caratteristica esterna con l’asse delle correnti \(\Delta V = 0\).

Effetti del cortocircuito

Essendo il cortocircuito un collegamento ad impedenza nulla, esso costituisce il percorso di passaggio preferenziale della corrente in presenza di altri collegamenti in parallelo. Pertanto, la chiusura di un cortocircuito in parallelo ad un componente circuitale permette di escludere quest’ultimo dalla rete senza interrompere il circuito. Questo tipo di cortocircuito viene usato intenzionalmente per escludere componenti che hanno un’utilità solo durante alcune condizioni di funzionamento dell’apparato (per esempio le resistenze di inserzione), e non provoca sovracorrenti pericolose perché non cortocircuita l’intero apparato.

Il cortocircuito intenzionale va distinto dal collegamento equipotenziale che è un collegamento che serve a garantire che due parti abbiano lo stesso potenziale elettrico; l’impiego più frequente è il collegamento di terra che garantisce che la tensione del componente sia uguale a quella di terra. Questo collegamento non è inteso a sopportare il passaggio di una corrente permanente.

Effetti termici

La corrente di cortocircuito provoca una dissipazione di calore nei conduttori per effetto Joule. Dato che tale corrente può essere molto superiore alla corrente nominale del conduttore o dell’apparecchiatura, il componente può surriscaldarsi e ciò può provocare un degrado dei materiali di cui è costituito.

Effetti e deformazioni meccaniche

Il passaggio della corrente in due conduttori paralleli provoca una forza magnetica di attrazione o repulsione a seconda del verso reciproco delle correnti, in base alla legge di Biot-Savart. Questo comporta una sforzo che si trasmette sulle strutture di serraggio dei conduttori e sui supporti delle apparecchiature, provocando deformazioni o rotture. Questi sforzi sono significativi solo in alta tensione, dove le correnti di corto circuito e le lunghezze dei conduttori tra due supporti (campate) sono elevate.