¿Cuál es la causa de la caída de voltaje en una resistencia? [duplicar]

La disipación de calor y la caída de voltios están relacionadas, pero no describiría la disipación como la causa de la caída. A medida que los electrones pasan a través de una resistencia, pierden energía cuando interactúan con los electrones en el material conductor. A medida que la energía se entrega al material, gana energía térmica, por lo que su temperatura aumenta. Los electrones en movimiento pierden energía potencial y, por lo tanto, hay una caída en el voltaje. Esto es similar a un gas que pasa a través de un tubo estrecho, pierde presión y causa calentamiento por fricción.

Puede obtener una caída de voltaje a través de un capacitor y la corriente puede fluir pero no se disipará la energía, así que no, su pregunta ...

  

Me preguntaba si esta caída de voltaje se debe al calor disipado de   la resistencia

Es incorrecto.

La potencia es un subproducto (por falta de una mejor palabra) del flujo y voltaje de la corriente, es decir, potencia = voltios x amperios = disipación de calor, pero esto no ocurre en un "componente reactivo" como un capacitor o inductor .

El voltaje es realmente difícil de explicar pero se puede definir como: -

  

El voltaje entre dos puntos es igual al trabajo realizado por unidad de   Carga contra un campo eléctrico estático para mover la carga entre dos   puntos

Esta no es una respuesta intuitiva y lucho mucho con ella, pero espero que alguien que no sea yo dé una buena explicación de lo que es el voltaje.

La caída de voltaje multiplicada por la corriente es la potencia eléctrica que se descarga en la resistencia. Esto hace que la resistencia se caliente, no al revés. Calentar una resistencia no causará corriente a través de ella ni voltaje a través de ella.

La caída de voltaje es lo que hacen las resistencias cuando la corriente fluye a través de ellas. Una forma de pensar en eso es que simplemente es así por definición lo que es una resistencia:

V = A * Ω

donde V es voltios, amperios A y Ω ohmios.

Otra forma de pensarlo es que el voltaje es la fuerza necesaria para exprimir la corriente a través de la resistencia. Las resistencias más altas resisten más la corriente, por lo que se requiere una mayor fuerza (más voltaje) para que la corriente pase a través.

Para usar la analogía del agua, una resistencia es como una constricción en una tubería. Más flujo a través de la tubería significa más presión a través de la constricción. A la inversa, más presión a través de la constricción significa más flujo a través de ella.

¿Qué es el voltaje?

Si bajamos a la física básica, encontramos que tanto la Carga como la Energía son cantidades con una Ley de Conservación. Estas leyes se aplican tanto a la física clásica como a la cuántica, a la relatividad newtoniana y general. Por lo tanto, podemos estar seguros al considerar que estos tienen algún tipo de existencia fundamental.

El voltaje OTOH no se menciona en absoluto. El voltaje solo aparece como una cantidad definida con la que es útil trabajar, como la energía potencial de un campo eléctrico. Voltaje se define como el cambio de energía asociado con el movimiento de una carga (dentro de un factor de escala y dimensión dependiendo de qué unidades estamos usando para energía y carga y si Es por carga o absoluta).

Entonces, cuando empujamos un poco de carga (una corriente que fluye durante algún tiempo) a través de una resistencia, vemos una tensión a través de ella y vemos la energía liberada como calor de la resistencia, ni siquiera es apropiado preguntar si el calor causa la tensión o la tensión. viceversa , el voltaje es solo una definición de lo que está sucediendo con el movimiento de carga.

Si tenemos un conductor a través del cual no hay energía asociada con el movimiento de carga, entonces no hay una caída de voltaje a través de él (@Andy), y se llama superconductor.

Una analogía es la altura, la energía potencial para un campo gravitatorio, cuyo cambio es la energía asociada con el movimiento de una masa. Un superconductor es como una mesa de aire, donde la masa puede deslizarse lateralmente sin un cambio de energía potencial. Dejarlo caer contra una restricción de fricción genera calor en la "fricción".

La definición de voltaje y la analogía de la gravedad funcionan también para el almacenamiento de energía en condensadores, inductores, altura y velocidad, pero sea simple por el momento con solo resistencia finita o cero.

Lo dejaré aquí como una ilustración de las otras respuestas:

(Laimagensetomóde aquí . Algunos lo atribuyen a Eberhard Sengpiel ).

Necesitas ver esto a nivel atómico. La corriente fluye debido al flujo de electrones (en la dirección opuesta a su flujo). Ahora los electrones fluyen debido a la presencia de electrones de valencia en la banda de valencia. es decir, en realidad no fluyen, sino que saltan de una banda de valencia de un átomo de cobre a la siguiente. Así que considera dos escenarios

1. Un cable de cobre a través de una batería (cortocircuito) y la diferencia de potencial entre los terminales de la batería son 10 electrones (no la notación de voltios habitual, simplificando la definición de voltaje aquí). Entonces, lo que sucede es que estos 10 electrones se precipitan al cable de cobre, a la banda de valencia de los primeros 10 átomos, y empujan al anterior a los siguientes 10, esto sigue hasta que salen del otro extremo (para el flujo de corriente, el El electrón que ingresó no es el que sale primero). este corto produce una gran corriente (10 electrones que valen mucho).

2. agregue una resistencia a la batería y al cable, ahora lo que sucede es que al alcanzar la resistencia, esos 10 electrones no tienen suficientes átomos conductores para saltar. asumiendo que 5 electrones quedan "atrapados" debido a la falta de electrones conductores. estos 5 electrones causan la caída de voltaje a través de la resistencia.

El calor disipado se debe a que estos electrones atrapados saltan y chocan contra las paredes de la resistencia.