Un resistore rimuove l'energia dai portatori di carica che lo attraversano. Per ogni unità di carica - in altre parole, un certo numero di elettroni * - che passa attraverso il resistore, una certa quantità di energia viene convertita dall'energia elettrica in calore. La quantità di energia è proporzionale alla velocità con cui scorre la carica (la corrente) e alla resistenza del resistore, quindi se \ $ Q \ $ è la quantità di carica:

\ $ \ Delta E = QIR \ $

Se consideri quanta energia viene rimossa per unità di tempo (cioè potenza), questa diventa

\ $ \ Delta E / t = (Q / t) IR \ $

o in altre parole

\ $ P = I ^ 2R \ $

Chiamiamo "tensione" l'energia per unità di carica, quindi tornando alla prima formula e dividendo per la quantità di carica otteniamo

\ $ \ Delta E / Q = QIR / Q \ $

cioè l'espressione familiare della legge di Ohm,

\ $ V = IR \ $

Questo mostra che se la corrente scorre lungo un conduttore, e noi aumentiamo \ $ R \ $ del conduttore, ad esempio inserendo una resistenza nel circuito, o \ $ V \ $ deve aumentare (dobbiamo dare il elettroni più energia ciascuno, per compensare ciò che è perso nel resistore) o \ $ I \ $ si ridurrà (la stessa quantità di energia per elettrone non è in grado di 'spingerli' attraverso la resistenza del circuito più velocemente).

(* I portatori di carica ovviamente non sono esattamente la stessa cosa degli elettroni , ma ritengo che la semplificazione sia consentita ai fini di questa spiegazione.)

Un resistore non "riduce la corrente" direttamente.Questo non è un buon modello mentale.

Un resistore sviluppa una tensione ai suoi capi proporzionale alla corrente che lo attraversa.La costante di proporzionalità è la resistenza.Questo è ciò che riguarda la legge di Ohm.In unità comuni:

V = A Ω

dove A è la corrente attraverso il resistore in Ampere, Ω la resistenza in Ohm e V l'EMF attraverso il resistore in Volt.

A seconda del circuito, la caduta di tensione attraverso il resistore può ridurre la tensione ad altre parti del circuito, che a sua volta può ridurre la corrente assorbita dal circuito complessivo.Può quindi sembrare, a volte, che un resistore "riduca la corrente".Di nuovo, però, questo è un cattivo modello mentale che ti metterà nei guai e oscura la fisica reale.

Gli elettroni sono abbastanza simili nel movimento all'acqua in un tubo per fare un'analogia.

Se un tubo ha una restrizione in un punto lungo la sua lunghezza, quella restrizione determinerà il flusso dell'acqua e, se limita la portata dell'acqua a un milli litro al secondo, tutte le sezioni del tubo passerannoacqua a un milli litro al secondo.

La corrente scorre come una lunga catena non come singoli elettroni.

Se hai una catena azionata da una puleggia e aggiungi attrito a un punto della catena, l'intera catena rallenta non solo nel punto in cui la afferri.

Puoi anche immaginarlo come 10 persone in una lunga fila che passano secchi che sono legati insieme con una corda.Se una delle persone è vecchia e lenta, non importa che gli altri nove siano atleti, i secchi possono andare solo veloci come riesce a gestire il vecchio.

È necessario ricordare due parti dell'elettrostatica di base:

• gli elettroni si respingono a vicenda
• gli elettroni sono attratti dai nuclei atomici

Ed entrambi questi effetti sono molto forti.Pertanto i conduttori tendono a bilanciare il numero di elettroni e protoni molto rapidamente e a distribuirli nel modo più uniforme possibile lungo il conduttore.

Quindi gli elettroni non possono "spostarsi immediatamente nella batteria": ciò creerebbe uno squilibrio di carica.Gli elettroni si comportano come una catena di bicicletta in un circuito.Tutta la catena deve muoversi alla stessa velocità, non può accumularsi o allungarsi.Ma quando applichi una forza a una parte della catena, questa viene trasmessa all'intera catena.

Pensala in questo modo. Affinché esista una differenza di potenziale tra due punti, deve esserci un campo elettrico tra di loro. Quindi considera il circuito che hai mostrato nella domanda.
Supponi di collegare la batteria a t = 0, i fili hanno una resistenza idealmente zero e non vi è alcuna caduta potenziale tra i fili, questo è un altro modo per dire che richiedono molto piccolo campo elettrico per guidare gli elettroni attraverso di loro. Quindi, non appena colleghi la batteria, gli elettroni iniziano ad allontanarsi dal terminale negativo e quelli dall'altra parte del filo inizieranno a spostarsi verso il terminale positivo.
Fin qui tutto bene, ma come possiamo avere una potenziale differenza tra le estremità del resistore? Ciò significa semplicemente che dobbiamo avere un campo "forte", dove forte è relativo al campo all'interno dei fili (che è idealmente zero come spiegato). Da dove verrebbe questo campo? E la risposta viene dagli elettroni stessi.
Quindi, quando gli elettroni iniziano ad allontanarsi dal terminale negativo della batteria, raggiungono il resistore collegato all'estremità del filo. Ma il resistore ha molti atomi che vibrano (energia termica) che entrano in collisione con gli elettroni in arrivo e in qualche modo bloccano loro il movimento su se stesso. Di conseguenza, gli elettroni iniziano ad accumularsi vicino all'estremità del resistore collegato al terminale negativo della batteria. La stessa cosa accade all'altra estremità del terminale positivo dove gli elettroni si muovono nella batteria lasciando una carica positiva all'altra estremità del resistore.
Quindi abbiamo una carica positiva e una carica negativa che si accumula attraverso le estremità del resistore, il che risulta nel "Campo Elettrico" che stavamo cercando.Le cariche si accumuleranno fino a quando il campo elettrico non sarà abbastanza forte da spostare gli elettroni da un'estremità all'altra del resistore e l'accumulo si fermerà a quel punto.
La quantità di campo elettrico dipende dal tipo di materiale del resistore, infatti dipende dalla sua resistività, che potresti sapere essere correlata come: $$ E = \ rho j $$

Trovo più facile non immergermi troppo in profondità nella fisica ....

Come ha detto qualcun altro, gli elettroni che scorrono in un circuito non sono dissimili dalle molecole d'acqua che scorrono attraverso un tubo.

La tensione è molto simile alla pressione. Immagina un secchio d'acqua da cui esce un tubo flessibile alto 1 metro. C'è una pressione, che è determinata solo dall'altezza. Se lo misuriamo molto vicino al suolo, anche se il tubo è bloccato, è semplicemente un numero (che è solo la densità moltiplicata per l'altezza).

Ora, se il tubo è un tubo del diametro di 1 pollice e rilasciamo la fascetta, l'acqua scorrerà a terra dal secchio attraverso di essa ad una certa velocità. Il tubo ha una certa "resistenza" (attrito) e per una pressione di erogazione una velocità fissa di acqua (una corrente, misurata in molecole al secondo) verrà drenata al secondo.

Ora immagina di pizzicare il tubo. La pressione è la stessa, ma c'è più resistenza: quindi, c'è meno flusso al secondo.

L'elettricità è abbastanza simile. Elettricamente, la pressione è "tensione" e il flusso è "corrente", proprio come la corrente in un fiume (da cui deriva il termine). La corrente è il numero di elettroni al secondo, se vuoi, che passano attraverso il tubo (o "circuito"). Quindi, per una data pressione, con meno resistenza c'è più corrente.

Tutti gli elettroni che fluiscono devono fluire attraverso il resistore, proprio come tutta l'acqua che scorre deve fluire attraverso il tubo, che sia completamente aperto o schiacciato. Ma quando parliamo di corrente ci preoccupiamo della portata. Non c'è un insieme di molecole (o elettroni) su un lato e un insieme sull'altro. Sì, in ogni istante c'è, proprio come in ogni istante alcune delle molecole d'acqua sono nel secchio, alcune sopra la presa nel tubo, e alcune a terra che sono già fluite. Ma a noi interessano le velocità di flusso (elettroni al secondo), non un'istantanea.

In realtà è più facile, trovo, pensarci come fanno i progettisti di circuiti: c'è una tensione di alimentazione e un terreno dove vuole andare tutta l'elettricità, proprio come tutta l'acqua vuole scorrere in discesa e cose fra. (Attenzione: di solito chiamiamo questo voltaggio positivo, quindi per essere precisi gli elettroni fluiscono all'indietro, ma questa è solo una convenzione.)

Ora poniti le stesse domande che ti sei posto. La tensione (pressione) è quello che è. La resistenza è ciò che è (chiamatela R). Per definizione, la quantità di elettroni che possono fluire attraverso il resistore verso massa al secondo (la corrente, I) per una pressione fissa (la tensione, E) è correlata da una formula molto semplice:

  E = IR
 

Quindi, se E = 9 V, R = 1 ohm, la corrente I = 9 amp. Ma se E = 9V e R = 9 ohm, la corrente (I) viene ridotta a 1 amp.

Il punto in cui ti senti confuso è immaginare che gli elettroni si blocchino nel resistore o che ne perdano. Ma, se pizzichiamo un tubo, l'acqua non si blocca o perde al momento della presa: ogni molecola alla fine passa attraverso; la velocità a cui accade viene solo rallentata da una maggiore resistenza.