Une résistance retire l'énergie des porteurs de charge qui la traversent. Pour chaque unité de charge - en d'autres termes, un certain nombre d'électrons * - qui traverse la résistance, une certaine quantité d'énergie est convertie de l'énergie électrique en chaleur. La quantité d'énergie est proportionnelle à la vitesse à laquelle la charge circule (le courant) et à la résistance de la résistance, donc si \ $ Q \ $ est la quantité de charge:

\ $ \ Delta E = QIR \ $

Si vous considérez la quantité d'énergie retirée par unité de temps (c'est-à-dire la puissance), cela devient

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

ou en d'autres termes

\ $ P = I ^ 2R \ $

Nous appelons l'énergie par unité de charge «tension», donc revenir à la première formule et diviser par la quantité de charge nous donne

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

c'est-à-dire l'expression familière de la loi d'Ohm,

\ $ V = IR \ $

Cela vous montre que si le courant circule le long d'un conducteur, et que nous augmentons \ $ R \ $ du conducteur - par exemple en insérant une résistance dans le circuit - soit \ $ V \ $ doit augmenter (il faut donner le électrons plus d'énergie chacun, pour compenser ce qui est perdu dans la résistance) ou \ $ I \ $ réduira (la même quantité d'énergie par électron n'est pas capable de les `` pousser '' à travers la résistance du circuit aussi rapidement).

(* Les porteurs de charge ne sont bien sûr pas exactement la même chose que les électrons , mais je pense que la simplification est autorisée aux fins de cette explication.)

Une résistance ne "réduit pas directement le courant".Ce n’est pas un bon modèle mental.

Une résistance développe une tension à ses bornes proportionnelle au courant qui la traverse.La constante de proportionnalité est la résistance.C'est de cela que réside la loi d'Ohm.Dans les unités communes:

V = A Ω

où A est le courant à travers la résistance sur les ampères, Ω la résistance en Ohms et V l'EMF à travers la résistance en volts.

Selon le circuit, la chute de tension aux bornes de la résistance peut réduire la tension à d'autres parties du circuit, ce qui à son tour peut réduire le courant que le circuit global tire.Il peut donc apparaître, parfois, qu'une résistance "réduit le courant".Encore une fois, cependant, c'est un mauvais modèle mental qui ne fera que vous causer des ennuis et qui obscurcit la vraie physique.

Les électrons sont assez similaires en mouvement à l'eau dans un tuyau pour faire une analogie.

Si un tuyau a une restriction en un point sur sa longueur, cette restriction dictera le débit d'eau et, si elle limite le débit d'eau à un milli litre par seconde, alors toutes les sections du tuyau passeronteau à un milli litre par seconde.

Le courant circule comme une longue chaîne et non comme des électrons individuels.

Si vous avez une chaîne entraînée par une poulie et que vous ajoutez du frottement à un point de la chaîne, toute la chaîne ne ralentit pas seulement au moment où vous l'attrapez.

Vous pouvez également le considérer comme 10 personnes dans une longue file passant des seaux attachés ensemble avec une corde.Si l'une des personnes est vieille et lente, peu importe que les neuf autres soient des athlètes, les seaux ne peuvent aller aussi vite que le vieux peut le faire.

Vous devez vous rappeler deux éléments d’électrostatique de base:

• les électrons se repoussent
• les électrons sont attirés par les noyaux atomiques

Et ces deux effets sont très puissants.Par conséquent, les conducteurs ont tendance à équilibrer très rapidement les nombres d'électrons et de protons et de les répartir aussi uniformément que possible le long du conducteur.

Les électrons ne peuvent donc pas "se déplacer immédiatement vers la batterie": cela créerait un déséquilibre de charge.Les électrons se comportent comme une chaîne de vélo dans un circuit.Toute la chaîne doit se déplacer à la même vitesse, elle ne peut ni s'empiler ni s'étirer.Mais lorsque vous appliquez une force sur une partie de la chaîne, elle est transmise à toute la chaîne.

Pensez-y de cette façon. Pour qu'une différence de potentiel existe entre deux points, il doit y avoir un champ électrique entre eux. Considérez donc le circuit que vous avez montré dans la question.
Supposons que vous connectez votre batterie à t = 0, les fils ont idéalement une résistance nulle et il n'y a pas de chute de potentiel entre les fils, c'est une autre façon petit champ électrique pour conduire les électrons à travers eux. Ainsi, dès que vous connectez la batterie, les électrons commencent à s'éloigner de la borne négative et ceux de l'autre côté du fil commencent à se déplacer vers la borne positive.
Jusqu'ici tout va bien mais comment avons-nous une différence de potentiel entre les extrémités de la résistance? Cela signifie simplement que nous devons avoir un champ «fort», où fort est relatif au champ à l'intérieur des fils (qui est idéalement nul comme expliqué). D'où viendrait ce champ? Et la réponse vient des électrons eux-mêmes.
Ainsi, lorsque les électrons commencent à s'éloigner de la borne négative de la batterie, ils atteindraient la résistance connectée à l'extrémité du fil. Mais la résistance a beaucoup d'atomes qui vibrent (énergie thermique) qui entrent en collision avec les électrons entrants et les empêchent en quelque sorte de se déplacer sur elle-même. En conséquence, les électrons commencent à s'accumuler près de l'extrémité de la résistance connectée à la borne négative de la batterie. La même chose se produit à l'autre extrémité de la borne positive où les électrons se déplacent dans la batterie, laissant une charge positive à l'autre extrémité de la résistance.
Ainsi, nous avons une charge positive et une charge négative s'accumulent aux extrémités de la résistance, cela aboutit au "champ électrique" que nous recherchions.Les charges s'accumuleront jusqu'à ce que le champ électrique soit suffisamment fort pour déplacer les électrons d'une extrémité de la résistance à l'autre et l'accumulation s'arrêtera à ce point.
La quantité de champ électrique dépend du type de matériau de la résistance, en fait cela dépend de sa résistivité, dont vous savez peut-être qu'elle est liée comme suit: $$ E = \ rho j $$

Je trouve plus facile de ne pas plonger trop profondément dans la physique ....

Comme quelqu'un l'a dit, les électrons circulant autour d'un circuit ne sont pas sans rappeler les molécules d'eau circulant dans un tuyau.

La tension ressemble beaucoup à la pression. Imaginez un seau d'eau avec un tuyau qui pèse 1 mètre de haut. Il y a une pression, qui est simplement déterminée par la hauteur. Si nous le mesurons vraiment près du sol - même si le tuyau est serré - c'est simplement un nombre (c'est juste la densité multipliée par la hauteur).

Maintenant, si le tuyau est un tuyau de 1 pouce de diamètre et que nous relâchons la pince, l'eau s'écoulera vers le sol du seau à travers lui à un certain rythme. Le tuyau a une certaine «résistance» (frottement), et pour une pression donnée, un débit d'eau fixe (un courant, mesuré en molécules par seconde) s'écoulera par seconde.

Imaginez maintenant que vous pincez le tuyau. La pression est la même, mais il y a plus de résistance: ainsi, il y a moins de débit par seconde.

L'électricité est assez similaire. Électriquement, la pression est la «tension» et le débit est le «courant» - tout comme le courant dans une rivière (d'où vient le terme). Le courant est le nombre d'électrons par seconde, si vous voulez, qui passent par le tuyau (ou «circuit»). SO, pour une pression donnée, avec moins de résistance, il y a plus de courant.

Tous les électrons qui circulent doivent traverser la résistance, tout comme toute l'eau qui coule doit s'écouler à travers le tuyau - qu'elle soit grande ouverte ou pincée. Mais lorsque nous parlons de courant, nous nous soucions du débit. Il n'y a pas un ensemble de molécules (ou d'électrons) d'un côté et un ensemble de l'autre. Oui, à tout instant il y en a, comme à tout instant, certaines molécules d'eau se trouvent dans le seau, certaines au-dessus du pincement du tuyau et certaines au sol qui ont déjà coulé. Mais nous nous intéressons aux débits (électrons par seconde), pas à un instantané.

Il est en fait plus facile, je trouve, d'y penser comme le font les concepteurs de circuits: il y a une tension d'alimentation et une terre où toute l'électricité veut aller, comme toute l'eau veut couler en descente, entre. (Attention: généralement, nous appelons cette tension positive, donc pour être précis, les électrons circulent vers l'arrière - mais ce n'est qu'une convention.)

Maintenant, posez-vous les mêmes questions que vous avez posées. La tension (pression) est ce qu'elle est. La résistance est ce qu'elle est (appelez-la R). Par définition, la quantité d'électrons qui peuvent circuler à travers la résistance vers la masse par seconde (le courant, I) pour une pression fixe (la tension, E) est liée par une formule très simple:

  E = IR
 

Donc, si E = 9V, R = 1 ohm, alors le courant I = 9 ampères. Mais si E = 9V et R = 9 ohms, le courant (I) est réduit à 1 ampère.

Là où vous êtes confus, c'est d'imaginer que des électrons se coincent dans la résistance ou s'en échappent. Mais, si nous pincons un tuyau, aucune eau ne se coince ou ne fuit au pincement: chaque molécule finit par passer; la vitesse à laquelle cela se produit est simplement ralentie par plus de résistance.