¿Qué tipos de circuitos de detección de cortocircuito son posibles?

No estoy 100% seguro de lo que está buscando, pero suponiendo que su principal preocupación es la seguridad de su hijo, tal vez solo se quede con una batería barata de 9V que no pueda suministrar suficiente corriente para causar un daño grave. ¿Lesionar o provocar incendios? Claro que pueden quemar un LED si lo conectan a través de la batería, pero si limita la corriente a 10 mA, por supuesto hay una serie de cosas que no podrán hacer y sospecho que 10 mA de corriente es suficiente para hacer explotar muchos semiconductores cuando la polaridad se invierte.

Considero que cosas como quemar un LED / transistor / IC, etc., son parte del proceso de aprendizaje. Sé que he frito algunas cosas en mi tiempo y he aprendido de mis errores, así que mientras no sea peligroso no veo un problema real. Muchas fallas ocurren en microsegundos (o más rápido), por lo que no es práctico algún tipo de sistema de advertencia sobre el que se pueda actuar.

Eche un vistazo al Smoke tester de DangerousPrototypes. Utilizan un polyfuse y un indicador. Cuando se funde el polyfuse, el indicador se ilumina.

Antes de responder a tu pregunta, acordemos qué es un cortocircuito, cómo ocurre y cómo se puede prevenir.

Un cortocircuito ocurre cuando una corriente ilimitada (una gran cantidad de A) se mueve en un circuito en lugar de estar limitada por la carga eléctrica. Todos los componentes en el camino de esta enorme corriente se calentarán, y después de un tiempo (generalmente algunos ms), uno de ellos se destruirá, interrumpiendo la corriente.

El cortocircuito usualmente ocurre cuando los dos pines de la carga normal, el que limitaría la corriente, se conectan entre sí, creando una ruta menos resistiva (más precisamente una menor impedancia ) para los electrones. Tenga en cuenta que un cortocircuito no destruye la carga normal (que está protegida por la conexión), sino el resto del circuito.

(fuente: PetitOiseau.org )

¿Cómo detectar un cortocircuito? Hay dos posibilidades principales.

Uno es calcular qué sería la corriente si dos puntos en un circuito estuvieran conectados, y compararla con la corriente máxima aceptable para cada componente en el circuito que se crearía por la conexión. Esto implica técnicas de simulación y no es práctico en su caso.

El otro es medir la corriente real después de que se ha realizado la conexión y detenerla tan pronto como alcance un valor predeterminado. El problema es que hay tantas conexiones posibles que no se puede medir la corriente para ninguna combinación, esto requeriría muchos puntos de medición, costaría mucho y haría el circuito muy complejo.

(pruebediferentescortocircuitosen Obtenga información acerca de Electornics )

Por lo general, medimos la corriente en la ubicación de la fuente de alimentación, y el límite se establecerá para la carga total del circuito. Si la corriente aumenta más allá de la carga total, entonces algo está mal, no sabremos qué, pero podemos detener el suministro de electrones o limitarlos al máximo permitido. Esto se hace mediante un fusible, un interruptor automático o un limitador de corriente.

En muchos casos, la corriente máxima será suficiente para destruir los componentes más sensibles, y cuando el cortocircuito ocurre de una manera que los involucra, se destruirán antes de que se active la protección. La función de protección es solo evitar daños por incendio, temperatura caliente y suministro de energía.

Volver a tu pregunta.

¿Es posible saber que va a ocurrir un cortocircuito? No en la práctica para nosotros, simples mortales. Esto implicaría técnicas de simulación como se discutió anteriormente.

Simplemente podemos observar que la corriente está aumentando más allá de la normal en todo el circuito y detenerla.