Чому не має значення, якщо резистор стоїть перед або за падінням напруги світлодіодної напруги?

Я читав, що струм завжди однаковий в ланцюзі, але, наскільки я зрозумів, напруга - ні. Кожна електронна частина, яку я використовую, знижує напругу більш-менш, навіть прості дроти роблять це. Все йде нормально.

Тепер мені цікаво, чому це не має значення, якщо перед світлодіодом або за ним знаходиться резистор щодо перепадів напруги, викликаних частинами ланцюга.

Припустимо, у мене дуже проста схема:

9V Battery -> Resistor -> LED -> 9V Battery

Також передбачається, що світлодіод має максимальну напругу 3В і 20 мА. Тому мені потрібно обчислити потрібний резистор:

9V - 3V = 6V

Тому мені потрібен резистор, який виймає 6 В, і оскільки я хочу 20 мА, а струм однаковий у всій схемі, це відповідає закону Ома:

U = R * I
6V = R * 0,02A
R = 6V / 0,02A
R = 300 Ohm

Знову, поки що, так добре.

Тепер, коли резистор виймає 6 В, це гарантує, що для світлодіода залишилось лише 3 В: Акумулятор забезпечує 9 В, резистор використовує 6 В, світлодіод отримує решту 3 В. Все добре.

Чого я не отримую, це те, що він працює так само, якщо за світлодіодом у мене резистор. Чи це не означає, що у нас є акумулятор, що забезпечує 9 В, світлодіод отримує всі 9 В, використовуючи 3 В, а потім 6 В для резистора, що залишився?

Чому це працює? Не повинен 9V бути занадто багато для світлодіода? Чому не важливо, якщо резистор встановлений перед світлодіодом або за ним?

Одне, що вам потрібно пам’ятати, це те, що напруга відносна. Напруга є різницею потенціалів, і немає сенсу обговорювати напругу без «нульового» посилання.

У випадку вашого світлодіодного ланцюга буде напруга в акумуляторі, напруга на світлодіоді та напруга на резисторі. Якщо підсумовувати всі напруги, коли ви обходите цикл, ви отримуєте нуль - 9 в акумуляторі, 6 на резисторі, 6 вниз на світлодіоді, загальний нуль, і ви знову в тій же точці схема. Світлодіод бачить лише різницю напруги між двома його проводами, як і резистор. Оскільки важлива лише різниця, немає значення, в якому порядку з'єднуються деталі.

Що стосується струму, він лише однаковий по безперервному шляху. Електрони не створюються і не руйнуються (те, що входить, повинно вийти). Оскільки існує лише один можливий шлях для проходження електронів у вашому ланцюзі, струм буде однаковим для всіх компонентів. У паралельному контурі ви бачите навпаки: всі компоненти мають однакову напругу, але струми будуть різними.

Якщо ви хочете 3В на світлодіоді, це не має значення, якщо ви застосуєте 13 В до анода і 10 В для катода. Попереду світлодіод є 3В.