🔌 Spannungsabfall-Rechner

Der Spannungsabfall ist die Abnahme des elektrischen Potentials, die auftritt, wenn Strom durch einen Leiter fließt. Jedes Kabel hat einen gewissen Widerstand ; wenn Strom hindurchfließt, geht ein Teil der Spannung als Wärme verloren. Der National Electrical Code (NEC) empfiehlt, den Spannungsabfall unter 3 % für Zweigkreise und unter 5 % für die gesamte Strecke aus Zuleitung und Zweigkreis zu halten. Wird dieses Limit überschritten, kann es zu Überhitzung von Motoren, flackernden Lichtern und Fehlfunktionen elektronischer Geräte kommen.

Dieser Rechner verwendet die Standardgleichungen für den Spannungsabfall in einphasigen und dreiphasigen Kreisen. Für Einphasenkreise berechnet er V_drop = 2 × I × R, wobei R = ρ × L / A. Für Dreiphasenkreise verwendet er V_drop = √3 × I × R. Der prozentuale Abfall beträgt V_drop / V_source × 100.

Die hier abgeleitete Kennzahl ist der prozentuale Spannungsabfall, der anzeigt, ob Ihre Installation innerhalb der Normvorgaben liegt. Der NEC empfiehlt höchstens 3 % für Zweigkreise und 5 % für die Kombination aus Zuleitung und Zweigkreis. Die Norm IEC 60364 schlägt ähnlich vor, den Abfall auf 4-5 % für Beleuchtung und 5-7 % für andere Lasten zu begrenzen.

1. Wählen Sie das Leitermaterial : Kupfer oder Aluminium.
2. Geben Sie den Strom durch das Kabel in Ampere (A) ein.
3. Geben Sie die einfache Kabellänge in Metern (m) ein.
4. Geben Sie den Querschnitt in mm² ein (oder verwenden Sie die AWG-Referenz).
5. Wählen Sie Ein- oder Dreiphasig und klicken Sie auf Berechnen.

Was ist ein akzeptabler Spannungsabfall?

Der NEC empfiehlt höchstens 3 % Spannungsabfall für Zweigkreise und 5 % insgesamt (Zuleitung + Zweigkreis). Bei einem 120-V-Kreis bedeutet ein Abfall von 3 % einen Verlust von höchstens 3,6 V. Abfälle über 5 % können zu Gerätestörungen und Energieverschwendung führen.

Warum wird in der Formel bei Einphasen mit 2 multipliziert?

Der Strom muss von der Quelle zur Last und zurück fließen. Sowohl das Hin- als auch das Rückkabel haben einen Widerstand, sodass die Gesamtlänge das Doppelte der einfachen Strecke beträgt. Dreiphasensysteme verwenden √3 (etwa 1,732) aufgrund der Phasenverschiebung zwischen den Leitern.

Wie beeinflusst die Temperatur den Spannungsabfall?

Der Kupferwiderstand steigt um etwa 0,393 % pro °C über 20 °C. Ein Kabel, das bei 60 °C Strom führt, hat rund 16 % mehr Widerstand als bei Raumtemperatur, was den Spannungsabfall proportional erhöht. Berücksichtigen Sie immer die tatsächliche Betriebstemperatur.

Sollte ich Kupfer- oder Aluminiumkabel verwenden?

Kupfer hat bei gleichem Querschnitt etwa 60 % weniger Widerstand und verursacht daher einen geringeren Spannungsabfall. Aluminium ist leichter und günstiger für große Querschnitte, benötigt aber einen größeren Querschnitt, um die Leistung von Kupfer zu erreichen. Bei der Wohninstallation ist Kupfer der Standard.

Unterscheidet sich der Spannungsabfall bei AC gegenüber DC?

Bei rein ohmschen AC-Lasten gilt die DC-Widerstandsformel direkt. Bei AC-Kreisen mit induktiven Lasten (Motoren, Vorschaltgeräte) trägt die Reaktanz des Kabels zusätzlich zum Spannungsabfall bei. Dieser Rechner ermittelt nur die Widerstandskomponente ; bei induktiven AC-Kreisen kann der tatsächliche Abfall 10–20 % höher ausfallen.

Welchen AWG-Querschnitt benötige ich für einen 15-A-Kreis über 30 m?

Für einen einphasigen 15-A-Kreis bei 120 V über 30 m ergibt AWG 12 Kupfer (3,31 mm²) etwa 3,8 % Abfall – und überschreitet damit die 3 %-Richtlinie. Steigen Sie auf AWG 10 (5,26 mm²) um, dann sinkt der Abfall auf etwa 2,4 %.

Verwenden Sie AWG-Tabellen, um den Kabelquerschnitt der Fläche zuzuordnen : AWG 12 ≈ 3,31 mm², AWG 10 ≈ 5,26 mm², AWG 8 ≈ 8,37 mm². Der Kabelwiderstand steigt mit der Temperatur : Der Kupferwiderstand nimmt etwa 0,393 % pro °C über 20 °C zu – in heißen Dachböden oder Kanälen sind also höhere Abfälle zu erwarten als berechnet. Bei induktiven AC-Lasten (Motoren, Transformatoren) umfasst die Impedanz eine Blindkomponente, die den tatsächlichen Spannungsabfall über den reinen Widerstandswert hinaus erhöht. Bei langen Kabelstrecken (über 30 m) ist es meist wirtschaftlicher, das Kabel um ein oder zwei Querschnitte aufzuwerten, als die Energieverluste über die gesamte Lebensdauer des Kabels hinzunehmen.