O que um resistor faz?

OK, pergunta muito básica aqui.

Eu leio muitos livros, procurei bastante, e todas as descrições que li pareciam falar sobre o fluxo de elétrons e imediatamente são muito profundas na teoria para que eu possa entender o princípio básico de seu uso.

Entendo que um resistor limita o "fluxo", de modo que um LED não explode por exemplo. Mas não consigo entender exatamente o que um resistor faz com a corrente e a tensão ...

Os resistores afetam a corrente e a tensão? De que maneira?

Fluxo elétrico é o movimento de cargas elétricas através de um material. Resistência é a obstrução física dessas cargas móveis.

É necessária uma certa quantidade de energia para manter essas cargas em movimento e, como a queda de energia é proporcional à quantidade de carga mantida em movimento, isso resulta em uma queda de tensão no material, uma vez que a força eletromotriz (em volts) é energia (em joules) por carga (em coulombs).

Por ser uma obstrução física, também restringe a taxa na qual as cargas podem se mover em um determinado ponto por unidade de tempo. Isso resulta em uma corrente máxima, já que a corrente (em ampères) é carregada (em coulombs) por unidade de tempo (em segundos).

E, como se vê, se você aplicar mais ou menos força eletromotriz na mesma resistência, a corrente aumenta ou diminui exatamente linearmente. Isto dá origem a Lei de Ohm, que afirma que a força eletromotriz é proporcional ao produto da corrente e resistência, isto é, .$E = IR$

Pode ser útil pensar em tensão como a pressão ou força que está impulsionando os elétrons através do tubo que é o fio. Corrente é o número ou a quantidade de elétrons que passam em um determinado ponto a qualquer momento. Resistores fazem exatamente o que seu nome diz; eles resistem. Você pode usá-los para limitar a corrente ou a tensão, dependendo de serem conectados em série (um após o outro) ou paralelos (compartilhando os mesmos pontos de conexão, lado a lado. Pense nos elétrons como bolas de pingue-pongue que passam através um tubo, empurre um para dentro e os que já estão dentro empurram para fora a outra extremidade. Dobrar o comprimento do tubo (em série conectando um resistor) aumenta a força necessária para empurrá-lo, limitando a tensão. tubos lado a lado, então o mesmo número de bolas precisa percorrer o dobro de caminhos, limitando quantos podem ir ao mesmo tempo, e assim limitando a corrente. Sei que isso é simplificado demais e não é responsável por todas as situações, mas pode dar aos olhos de sua mente uma representação visual da teoria do fluxo de elétrons e de como os resistores podem afetá-los.

Espero que isso seja simples o suficiente:

A tensão surge da energia potencial na separação de cargas (um nó é positivo com menos elétrons, um nó é negativo com mais elétrons). Pense nisso como ter uma bola de boliche (carga) no chão, contra no topo de uma escada. A bola no topo da escada tem mais energia potencial, mais tensão.

A corrente surge do "fluxo" da carga.

Os resistores permitem escolher a quantidade de corrente que flui para uma determinada tensão, já que você pode considerar que os fios não possuem resistência (simplificado).

Resumindo: os resistores limitam o fluxo de elétrons, reduzindo a corrente. A tensão ocorre pela diferença de energia potencial através do resistor.

A resposta matemática é que um resistor é um dispositivo elétrico de dois terminais que obedece, ou você poderia dizer que aplica, a lei de Ohm: V = IR.

V é a tensão entre os dois terminais, I é a corrente que flui de um terminal para o outro (através do resistor) e R é o valor conhecido como resistência. Para um resistor ideal, R é uma constante e não depende de V, I ou de qualquer outra coisa. Outra maneira de descrever a lei de Ohm é dizer que a tensão através de um resistor e a corrente através dele são proporcionais. A constante de proporcionalidade é R, a resistência.

Uma consequência fundamental da física é que os resistores convertem a energia potencial elétrica em calor. Então eles tendem a esquentar quando a corrente flui através deles. Os resistores reais têm dissipação de potência máxima permitida e também podem ter R, que depende ligeiramente da temperatura e outras deficiências do ideal.

No que diz respeito à forma como os resistores são produzidos, os resistores reais são construídos a partir de materiais com condutividade entre isoladores (materiais dielétricos) e condutores (como fios de cobre). Se você pode determinar o caminho que a corrente percorre através do resistor, tornar esse caminho mais longo aumenta a resistência. Aumentar a seção transversal diminui a resistência.

Quanto ao que torna os materiais bons condutores ... Bem, geralmente bons condutores possuem elétrons móveis no nível molecular. Bons isoladores não. Bons resistores estão em algum lugar no meio.