Blockiert oder leitet ein Widerstand Strom ab?

Sie bringen Ihre Terminologie durcheinander. Erstens, V = Volt, was ein Maß für die Potentialdifferenz (Spannung) ist, nicht für die Leistung. Es ist also falsch, "zusätzliche 7 V Leistung" zu sagen. Zweitens widersteht der Widerstand nicht der Spannung, sondern dem Stromfluss . Drittens zieht ein Gerät nicht "2 V aus der Batterie", sondern zieht einen Strom aus der Batterie.

Also lasst uns durchgehen und ausdrücken, was passiert. Du hast ein$9\mathrm{V}$Stromversorgung (z. B. Batterie), die an eine Reihenschaltung aus einer LED und einem Widerstand angeschlossen ist. Die Batterie verursacht eine Potentialdifferenz über dem Stromkreis von$9\mathrm{V}$.

Jetzt wissen wir, dass die LED fallen wird$2\mathrm{V}$über einen ziemlich weiten Bereich von Strömen, was bedeutet, dass die verbleibenden$7\mathrm{V}$muss über den Widerstand fallen gelassen werden. Stellen Sie sich das so vor, die Batterie ist wie eine Fahrt mit dem Aufzug, und Sie sind der Strom. Sie gehen durch die Batterie und nehmen den Aufzug vom Erdgeschoss bis in den 9. Stock. Um zurück ins Erdgeschoss zu gelangen, gehen Sie durch die LED, die Sie zwei Stockwerke nach unten bringt, der Widerstand muss Sie dann 7 Stockwerke hinunter zum Boden bringen.

Wenn an einem Widerstand eine Spannung abfällt, fließt ein Strom, eine Beziehung, die vom Ohmschen Gesetz bestimmt wird ($V = IR$). Bei einem Spannungsabfall von$7\mathrm{V}$, und ein Widerstand von$350\Omega$, Sie haben einen Strom von$\frac{V}{R}=\frac{7}{350}=20\mathrm{mA}$. Dieser Strom muss auch gleich dem Strom durch die LED sein (gehen Sie zurück zum Aufzugsbeispiel, Sie sind der Strom und es fließt die gleiche Anzahl von Ihnen durch beide Komponenten).

In jedem Gerät verursacht ein fließender Strom eine Erwärmung, da die Elektronen im Material herumspringen. Diese Erwärmung ist die Verlustleistung. Die Verlustleistung kann berechnet werden als$P = IV$. Für Ihren Widerstand haben Sie also einen Spannungsabfall von$7\mathrm{V}$und einen Stromfluss von$20\mathrm{mA}$was bedeutet, dass Sie sich auflösen$P=7\mathrm{V}\times20\mathrm{mA}=140\mathrm{mW}$der Macht. In ähnlicher Weise haben Sie für die LED einen Spannungsabfall von$2\mathrm{V}$und einen Strom von$20\mathrm{mA}$, zerstreuen sich also$40\mathrm{mW}$Leistung (von der ein Großteil von der LED in Licht umgewandelt wird).

Infolgedessen werden 78% der Leistung im Widerstand verbraucht, wie von @Mario erklärt. Der Widerstand wirkt effektiv als Regler, um die Spannung über der LED zu reduzieren und den durch sie fließenden Strom zu begrenzen.

Wenn Sie eine Batterie mit einer niedrigeren Spannung verwenden, müssen Sie weniger Spannung über dem Widerstand abfallen lassen und benötigen daher einen kleineren Widerstand für den gleichen Stromfluss. Wenn Sie zum Beispiel a verwenden$3\mathrm{V}$Batterie, würden Sie einen Widerstand von benötigen$R = \frac{V}{I} = \frac{1\mathrm{V}}{20\mathrm{mA}} = 50\Omega$. Der niedrigere Widerstand bedeutet, dass weniger Energie verbraucht wird und somit weniger Energie verschwendet wird.

Die Energie wird in Wärme umgewandelt.

Wenn Sie also 7 V über einen Widerstand fallen lassen, verschwenden Sie effektiv 7/9 ~ 78% der Leistung.