电阻器之类的东西会因功耗过大而失效——它们会变得太热,并且制成它们的材料会遭受不可逆转的退化。例如,通孔电阻器外面的漆可能会变色或烧毁,电阻值会随着元件氧化而变化,直到最终超出规格或打开并开始产生电弧。电线和 PCB 走线的行为类似于电阻器 - 电流过大,绝缘层烧毁,PCB 分层或走线开路。
在低压电路中,额定电压通常不是问题——但如果您使用(例如)一个普通的 0805 20M 电阻并对其施加 2kV,则功率(理论上)仅为 200mW(可能符合规格或略低于在它之外),但电阻器可能会产生电弧并几乎立即造成不可逆转的损坏。同样,您可以在迹线之间产生电弧。
电容器和 MOSFET 栅极氧化物之类的东西在暴露于过高的电势时可能会失效,从而对绝缘造成不可逆转的损坏。会有一些非常局部的加热(或更多取决于绝缘层被刺破后发生的情况),但这不是主要原因。
二极管和晶体管结具有击穿电压,高于该电压时电流会随着电压迅速增加(有时它们会因雪崩/负电阻特性而迅速增加)。如果电流被限制为加热保持在合理的量(并且不会增加太快以使加热不会局限于微小区域),那么这可以是非破坏性的。否则,结会加热,直到它们不再是良好的半导体结(在数百摄氏度下会破坏硅结)。
回到您关于电阻器的具体问题 - 您提到的电压都不太可能达到电阻器的最大电压规格(对于不存在吸入危险的电阻器,您可以忘记任何低于 25V 的电压)。
所以你留下了最大的功耗(如果电阻值非常低,可能还有最大的电流,但让我们忽略它)。 这是一系列电阻器的数据表,假设我们有一个 10\$\Omega\$ 电阻器 0805 尺寸。额定功率为0.125W,最大工作电压为150V。如果您查看“功率降额曲线”:

..您可以看到额定功率在高达 70°C 的环境温度下保持不变,但根据曲线,您必须考虑到额定功率更低。为什么它会在 70 度时保持平稳?如果环境保持凉爽,电阻器很可能会在 >100% 的功率下正常工作,但制造商不希望我们对此进行测试。
回想一下,电阻器的功耗是 $$P=I^2R$$ 或 $$P=V^2/R$$
(因为功率是 $$V\cdot I $$ 和欧姆定律)。
在您的第一个示例中,电阻是固定的,并且您将电压加倍 - 所以功率应该增加 4:1。(从 20W 到 80W)如果您的电阻器的额定功率为 80W 或更高(在盒子中看到的条件下),那么一切都会好起来的。否则,它可能不是。损坏是由发热引起的,发热是电压和电流的乘积(很明显电流会因为电压升高而增大)。
在您的第二个示例中,您将电阻翻了一番,功率现在是 40W 而不是 20W。如果电阻器的额定功率为 40W,那么一切都会好起来的。
第三个示例也导致 40W 的耗散。因此,如果电阻器适用于 40W,那就没问题了。