Warum spielt es keine Rolle, ob ein Widerstand vor oder hinter einer LED mit Spannungsabfall liegt?

Ich habe gelesen, dass der Strom innerhalb eines Stromkreises immer gleich ist, aber soweit ich verstanden habe, ist die Spannung nicht. Jedes elektronische Teil, das ich verwende, senkt die Spannung mehr oder weniger, selbst einfache Drähte tun dies. So weit, ist es gut.

Jetzt frage ich mich, warum es in Bezug auf Spannungsabfälle, die durch die Teile einer Schaltung verursacht werden, keine Rolle spielt, ob ein Widerstand vor oder hinter einer LED kommt.

Angenommen, ich habe eine sehr einfache Schaltung:

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

Es wird auch angenommen, dass die LED eine maximale Spannung von 3 V und 20 mA hat. Also muss ich den gewünschten Widerstand berechnen:

9V - 3V = 6V

Ich brauche also einen Widerstand, der 6 V herausnimmt, und da ich 20 mA möchte und der Strom im gesamten Stromkreis gleich ist, entspricht dies dem Ohmschen Gesetz:

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

Nochmals, so weit, so gut.

Wenn nun ein Widerstand 6 V abnimmt, sorgt dies dafür, dass nur noch 3 V für die LED übrig bleiben: Die Batterie liefert 9 V, der Widerstand verbraucht 6 V, die LED bekommt die restlichen 3 V. Alles ist gut.

Was ich nicht verstehe ist, warum es auch so funktioniert, wenn ich den Widerstand hinter der LED habe. Würde das nicht bedeuten, dass wir eine Batterie haben, die 9 V liefert, die LED alle 9 V erhält, 3 V verbraucht und dann 6 V für den verbleibenden Widerstand?

Warum funktioniert das? Sollten 9V nicht viel zu viel für die LED sein? Warum ist es egal, ob der Widerstand vor oder hinter der LED aufgebaut wird?

Hm, naja, so ganz sicher bin ich mir nicht (aber ich bin echter Anfänger, also ehrlich gesagt waren mir die meisten Erklärungen (noch) nicht klar genug). Was ich glaube ich habe: Bedeutet das effektiv, dass der Widerstand nicht die Spannung dahinter senkt, sondern auf beiden Seiten?
Ich glaube diese Antwort hat mir geholfen :-)
Auf der einen Seite hat die LED an ihren Klemmen 9 und 6 Volt, auf der anderen Seite 3 und 0. Immer noch ein Spannungsabfall von 3 V in beide Richtungen.

Antworten (2)

Eine Sache, die Sie sich merken müssen, ist, dass die Spannung relativ ist. Spannung ist eine Potentialdifferenz und es macht keinen Sinn, Spannung ohne eine „Null“-Referenz zu diskutieren.

Im Fall Ihrer LED-Schaltung liegt eine Spannung über der Batterie, eine Spannung über der LED und eine Spannung über dem Widerstand an. Wenn Sie alle Spannungen addieren, während Sie die Schleife umrunden, erhalten Sie Null – 9 nach oben an der Batterie, 6 nach unten am Widerstand, 3 nach unten an der LED, die Summe ist Null und Sie sind wieder am selben Punkt die Rennbahn. Die LED sieht nur die Spannungsdifferenz zwischen ihren beiden Leitungen, ebenso wie der Widerstand. Da nur der Unterschied wichtig ist, spielt es keine Rolle, in welcher Reihenfolge die Teile verbunden werden.

Der Strom ist nur entlang eines kontinuierlichen Pfades gleich. Elektronen werden nicht erzeugt oder zerstört (was hineingeht, muss herauskommen). Da es nur einen möglichen Weg für die Elektronen in Ihrem Schaltkreis gibt, ist der Strom durch alle Komponenten gleich. Bei einer Parallelschaltung sieht man das Gegenteil: Alle Komponenten haben die gleiche Spannung, aber die Ströme sind unterschiedlich.

Perfekte Antwort, ich habe es vollkommen verstanden, danke, dass du es so klar und leicht verständlich gemacht hast :-))

Wenn Sie 3 V über eine LED wünschen, spielt es keine Rolle, ob Sie 13 V an die Anode und 10 V an die Kathode anlegen. An der LED liegen noch 3V an.

Danke auch für deine Antwort, das erklärt es auch sehr gut :-)
Warum spielt es keine Rolle, ob ein Widerstand vor oder hinter einer LED mit Spannungsabfall liegt?
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