Welcher Mechanismus in einem Widerstand für Potentialabfall und konstanten Strom passiert?

Welcher Vorgang erfolgt im Widerstand unmittelbar nach dem Anschließen an eine Batterie? Ich versuche mir ein Bild davon zu machen.

Beim Anlegen einer Potentialdifferenz drückt das erzeugte elektrische Feld die Elektronen zum unteren Potentialende und auf dem Weg zum anderen Ende kollidieren diese Elektronen mit Ionen und verlieren Energie.

Ist es so, dass das Elektron beim Verlassen des Widerstands durch Potentialverlust in Form von zusätzlicher kinetischer Energie (neben zufälliger Bewegung) keine Energie hat? Geht die gesamte Energie im Widerstand verloren? Welcher Mechanismus bewirkt, dass die gesamte Energie im Widerstand verloren geht und keine Energie in Form von zusätzlicher kinetischer Energie vorhanden ist?

Ihre Frage beruht auf einigen Missverständnissen, aber es ist immer noch eine gute Frage.

Erstens, da Elektronen eine negative Ladung haben, werden sie tatsächlich vom Punkt des niedrigeren elektrischen Potentials zu einem Punkt des höheren Potentials gedrückt.

Zweitens denken wir normalerweise nicht an ein einzelnes Elektron, das sich durch den Widerstand bewegt. Zunächst sind im Material viele, viele Elektronen vorhanden. Wenn ein elektrisches Feld angelegt wird, werden sie alle zusammen in Richtung des höheren Potentials gedrückt. Einige von ihnen können sich frei bewegen und bewegen sich so.

Tatsächlich bewegen sich die Elektronen, die sich frei bewegen können, meistens bereits zufällig in verschiedene Richtungen. Wenn das Feld angelegt wird, neigt es nur dazu, die Verteilung ihrer Bewegungsrichtung leicht zu verzerren, so dass der allgemeine Trend darin besteht, dass sich die Elektronen in Richtung des höheren Potentials bewegen.

Aber auf dem Weg dorthin interagieren sie wahrscheinlich mit Atomkernen oder anderen Elektronen und springen herum, was zu der zufälligen Bewegung führt, die wir gerade besprochen haben.

Jedes Mal, wenn ein Elektron von einem Atom im Material "abprallt", kann es einen Teil seiner kinetischen Energie an das Atom abgeben und es in Schwingung versetzen. Diese Schwingung kann auf die anderen Atome in der Nähe übertragen werden, und die Gesamtkombination verschiedener Schwingungen ist das, was wir als Wärme erleben.

Ob die Elektronen, die am anderen Ende (dem Hochpotentialende) des Widerstands austreten, noch kinetische Energie (und elektrische Potentialenergie) haben, ja. Und sie erfahren weiterhin Widerstand, wenn sie (ungefähr) den Draht hinunterfahren, der sie mit dem + Anschluss der Batterie verbindet. Der Widerstand des Drahtes ist jedoch (wenn der Draht richtig gewählt ist) im Vergleich zum Widerstand des Widerstands so klein, dass wir ihn für die meisten Zwecke ignorieren können.