Circuito
Un circuito es un lazo cerrado de conductores a través del cual puede fluir la corriente eléctrica, usualmente conteniendo una fuente, una carga y cables de conexión.
Definition
Un circuito es un lazo completo por el que la electricidad puede viajar, y necesita una fuente de poder como una batería, cables, y algo que funcione como un foco o un motor, y un interruptor es solo un espacio que puede abrirse y cerrarse: encendido cierra el lazo así que la corriente fluye, apagado lo abre así que la corriente se detiene. Un circuito eléctrico es un camino cerrado por el que fluye la carga; todo circuito que funciona tiene una fuente de voltaje, conductores, y una o más cargas que convierten la energía eléctrica en otras formas, y las cargas pueden acomodarse en serie a lo largo de un camino o en paralelo a través de múltiples caminos, con un circuito abierto teniendo una ruptura que no lleva corriente. El análisis de circuitos se apoya en las leyes de Kirchhoff, la regla de nodos ($\sum I_{\text{in}} = \sum I_{\text{out}}$, conservación de la carga) y la regla de mallas ($\sum \Delta V = 0$ alrededor de cualquier lazo cerrado, conservación de la energía), combinadas con leyes de elementos como $V = IR$ para resistores, $Q = CV$ para capacitores, y $V = L\,dI/dt$ para inductores; las fuentes reales tienen resistencia interna, que limita la transferencia máxima de potencia al caso en que la resistencia de carga es igual a la resistencia de la fuente, y los circuitos que dependen del tiempo obedecen ecuaciones diferenciales con constantes de tiempo características $\tau = RC$ o $L/R$.
Example
Conectar una batería, dos cables y un foco en un lazo enciende el foco, y desconectar un cable rompe el lazo y lo apaga; una batería de $6\ \text{V}$ conectada a un foco de $2\ \Omega$ impulsa $I = 6/2 = 3\ \text{A}$, convirtiendo $P = IV = 18\ \text{W}$ en luz y calor, y añadir un segundo foco idéntico en serie baja la corriente a $1.5\ \text{A}$ mientras que añadirlo en paralelo mantiene cada foco en $3\ \text{A}$. Una fuente de $12\ \text{V}$ con $1\ \Omega$ de resistencia interna alimentando un resistor de $5\ \Omega$ da $I = 2\ \text{A}$ a partir de $12 - I(1) - I(5) = 0$, entregando $20\ \text{W}$ a la carga mientras desperdicia $4\ \text{W}$ internamente, y cambiar a una carga de $1\ \Omega$ igualada a la resistencia de la fuente da $I = 6\ \text{A}$ y los $36\ \text{W}$ máximos posibles entregados.
Key Insight
Un corto circuito es un lazo con casi ninguna resistencia, así que la corriente se vuelve enorme y los cables se sobrecalientan, que es exactamente lo que los fusibles y los interruptores automáticos están construidos para interrumpir. Un circuito en realidad es un sistema de transporte de energía con dos leyes de conservación incorporadas: la batería es el único lugar donde entra energía, cada otro elemento la almacena brevemente o la convierte en calor, luz o movimiento, y la regla de mallas es simplemente el balance contable.