Почему не имеет значения, если резистор находится перед или позади светодиода относительно падения напряжения?

Я читал, что ток в цепи всегда один и тот же, но, насколько я понял, напряжение - нет. Каждая электронная деталь, которую я использую, более или менее понижает напряжение, даже простые провода делают это. Все идет нормально.

Теперь мне интересно, почему не имеет значения, если резистор находится перед или позади светодиода относительно падений напряжения, вызванных частями цепи.

Предположим, у меня очень простая схема:

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

Также предполагается, что светодиод имеет максимальное напряжение 3 В и 20 мА. Поэтому мне нужно рассчитать нужный резистор:

9V - 3V = 6V

Итак, мне нужен резистор, который выводит 6 В, и, поскольку я хочу, чтобы 20 мА и ток были одинаковыми во всей цепи, это соответствует закону Ома:

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

Опять, пока, все хорошо.

Теперь, когда резистор снимает 6 В, это гарантирует, что для светодиода осталось только 3 В: батарея обеспечивает 9 В, резистор использует 6 В, светодиод получает оставшиеся 3 В. Все в порядке.

То, что я не понимаю, это то, почему он работает так же, если у меня есть резистор за светодиодом. Не означает ли это, что у нас есть батарея, обеспечивающая 9 В, светодиод получает все 9 В, используя 3 В, а затем 6 В для оставшегося резистора?

Почему это работает? Не должно ли 9 В быть слишком много для светодиода? Почему не имеет значения, если резистор установлен до или после светодиода?

Одна вещь, которую вы должны помнить, это то, что напряжение относительно. Напряжение - это разность потенциалов, и нет смысла обсуждать напряжение без «нулевого» задания.

В случае вашей светодиодной цепи будет напряжение на батарее, напряжение на светодиоде и напряжение на резисторе. Если вы сложите все напряжения при обходе контура, вы получите ноль - 9 на батарее, 6 на резисторе, 3 на светодиоде, 3 на нуле, и вы вернетесь к той же точке схема Светодиод видит только разницу в напряжении между двумя проводами, как и резистор. Поскольку важно только различие, не имеет значения, в каком порядке соединены детали.

Что касается тока, то он одинаков только на непрерывном пути. Электроны не создаются и не разрушаются (то, что входит, должно выходить). Поскольку существует только один возможный путь для электронов в вашей цепи, ток будет одинаковым для всех компонентов. В параллельной цепи вы видите обратное: все компоненты имеют одинаковое напряжение, но токи будут разными.

Если вы хотите 3 В на светодиоде, не имеет значения, если вы подаете 13 В на анод и 10 В на катод. Через светодиод все еще 3В.