Warum spielt es keine Rolle, ob sich ein Widerstand vor oder hinter einem LED-Spannungsabfall befindet?

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

Jetzt frage ich mich, warum es egal ist, ob ein Widerstand vor oder hinter einer LED in Bezug auf Spannungsabfälle kommt, die durch die Teile eines Stromkreises verursacht werden.

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 er dem Ohmschen Gesetz:

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

Wieder so weit, so gut.

Wenn nun ein Widerstand 6 V herausnimmt, wird sichergestellt, dass nur noch 3 V für die LED übrig sind: Die Batterie liefert 9 V, der Widerstand verbraucht 6 V, die LED erhält die restlichen 3 V. Alles ist gut.

Was ich nicht verstehe ist, warum es genauso 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 verwendet und dann 6 V für den verbleibenden Widerstand?

Warum funktioniert das? Sollte 9V nicht viel zu viel für die LED sein? Warum spielt es keine Rolle, ob der Widerstand vor oder hinter der LED eingerichtet ist?

Eine Sache, an die Sie denken müssen, ist, dass die Spannung relativ ist. Die Spannung ist eine Potentialdifferenz und es macht keinen Sinn, die Spannung ohne eine Nullreferenz zu diskutieren.

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

Der Strom ist nur auf einem kontinuierlichen Pfad gleich. Elektronen werden nicht erzeugt oder zerstört (was hineingeht, muss herauskommen). Da es nur einen möglichen Weg für die Elektronen in Ihrem Stromkreis gibt, ist der Strom durch alle Komponenten gleich. In einer Parallelschaltung sehen Sie das Gegenteil: Alle Komponenten haben die gleiche Spannung, aber die Ströme sind unterschiedlich.

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. Es liegen noch 3 V an der LED an.