Corto y abierto calculados

01 · Punto de partida

Del síntoma al pronóstico

En el curso 1 aprendiste a clasificar: apagado + frío = abierto, apagado + caliente = corto (Tema 10). Ahora predecís cuánto: qué corriente circulará, qué tensión verás en cada nodo y cuánta potencia sufrirá cada pieza. Diagnosticar con números es más rápido y no quema dedos.

Base de trabajo del tema: serie 9 V con 470 + 1000 (sano: 6,1 mA; 2,9 V + 6,1 V). Sobre él aplicamos cada falla.

• ¿Qué vale R en un corto y en un abierto?
• ¿Qué mide cada falla, nodo por nodo?
• ¿Qué es un corto parcial y por qué redistribuye?
• ¿Cómo simulo fallas en código antes de que pasen?

02 · Corto calculado

R = 0: consecuencias numéricas

Puenteo R1 (470) con un cable ideal en el ejemplo. R1 sale del circuito: quedan 9 V sobre 1 kΩ.

Lecciones: el corto parcial no apaga (redistribuye y exige al resto) y el corto total en bornes deja Req ≈ 0: I brutal limitada solo por la pila, calor inmediato. Por eso se desconecta ya (Tema 10, curso 1).

03 · Abierto calculado

R = ∞: todo detenido, tensión al corte

Corto el loop en cualquier punto (cable suelto): I = 0 en todo. Sin corriente no hay caídas (V = 0 × R = 0 en cada resistor) y toda la fuente aparece entre los bornes del corte: 9 V medidos ahí, 0 V en lo demás.

04 · Fallas en paralelo

El corto manda, el abierto perdona

Corto en una rama

Pone 0 V en el par común: todas las ramas quedan sin tensión y la fuente entrega su máximo por el atajo. El paralelo comparte la desgracia.

Abierta una rama

Sale de la suma; el resto idéntico, Itot baja. El paralelo perdona: LED quemado no apaga vecinos.

Rama con R cambiada

Solo ella cambia su I (V igual); Itot se ajusta en esa delta. Independencia total para el diagnóstico.

Fusible: el corto diseñado

Se dimensiona para fundirse antes que el cable: Ifusible entre I normal e I de corto (Tema 19, curso 1, ahora calculable).

05 · Simulador de fallas

Predecir cada estado en código

Función que aplica corto parcial o apertura a un serie y dicta el pronóstico completo:

def falla_serie(vs, rs, corto_en=None, abierto=False):
    rs = list(rs)
    if abierto:
        print(f"ABIERTO: I=0 mA, 0 V en R, {vs} V en el corte, P=0")
        return
    if corto_en is not None:
        print(f"Corto en R{corto_en+1} ({rs[corto_en]} ohm): sale del loop")
        rs[corto_en] = 0
    req = sum(rs)
    i = vs / req if req > 0 else float("inf")
    print(f"Req={req:.0f} I={i*1000:.1f} mA")
    for n, r in enumerate(rs, 1):
        print(f"  R{n}: V={i*r:.2f} V P={i*i*r*1000:.0f} mW")


falla_serie(9, [470, 1000])
falla_serie(9, [470, 1000], corto_en=0)
falla_serie(9, [470, 1000], abierto=True)

Probá falla_serie(9, [470, 1000], corto_en=1): ¿qué R sufre y cuánto?

Falla en paralelo

Y el pronóstico para ramas (corto = Req → 0 con aviso):

def falla_paralelo(vs, ramas, corto_en=None, abierta_en=None):
    ramas = list(ramas)
    if abierta_en is not None:
        print(f"Rama {abierta_en+1} abierta: sale de la suma")
        ramas[abierta_en] = float("inf")
    if corto_en is not None:
        print(f"CORTO en rama {corto_en+1}: 0 V en todas, I máxima de fuente. DESCONECTAR.")
        return
    itot = sum(vs / r for r in ramas)
    print(f"Itot={itot*1000:.1f} mA Ptot={vs*itot*1000:.0f} mW")


falla_paralelo(9, [470, 1000])
falla_paralelo(9, [470, 1000], abierta_en=0)
falla_paralelo(9, [470, 1000], corto_en=1)

06 · Analogía programador

Chaos engineering con pronóstico

1. 1
   Corto parcial = matar un middleware.

   El resto absorbe su presupuesto: predecís quién se satura antes de apagarlo (capacity planning).

2. 2
   Abierto = conexión caída.

   Throughput cero pero el servidor (fuente) sigue con sus 9 V: health check por capas hasta el corte.

3. 3
   Simular fallas = game day.

   falla_serie() es tu chaos monkey de escritorio: rompe en código lo que no querés romper en mesa.

07 · Exploración

Laboratorio: pronóstico por falla

Sobre el serie 470 + 1000 a 9 V: elegí la falla y el laboratorio pronostica I, tensiones, potencias y la primera medición que confirma.

Preguntas para explorar

1. ¿Qué falla sube más la potencia de R2? ¿Cuánto respecto de sano?
2. ¿Por qué el abierto muestra 0 V en R pero 9 V en el corte?
3. ¿Qué falla no se puede “medir tranquila” y por qué?

08 · Comprensión

Confusiones frecuentes

09 · Práctica guiada

Ejercicios de pronóstico

Ejercicio 1: corto parcial a mano

12 V con [1k, 2k2]. Se puentea el de 1k. Calculá I nueva, V y P en el 2k2, y el factor vs. sano. Verificá con falla_serie().

Ejercicio 2: localizar por nodos

Serie 9 V [470, 1k] apagado. Medís nodo medio contra GND: 9 V. ¿Antes o después del nodo está el corte? ¿Y si midiera 0 V?

Ejercicio 3: fusible con números

Tu serie sano consume 6,1 mA. ¿Qué fusible elegirías (125 mA, 500 mA, 2 A) y por qué? ¿Qué I de corto total lo fundiría?

10 · Síntesis

Ideas para recordar

Serie, paralelo y fallas con números. Ahora, el calor de las ramas: en el próximo tema, potencia en paralelo y mixtos + taller.