Spannungsabfallrechner

Ermitteln Sie, wie viel Spannung ein Kabel tatsächlich an den Widerstand verliert, wie viel Mindeststärke erforderlich ist, um diesen Verlust unter einem Zielprozentsatz zu halten, oder wie viel Strom oder Länge ein bestimmtes Kabel maximal verarbeiten kann – für Gleichstrom-, einphasige und dreiphasige Stromkreise.

Zur persönlichen Planung und allgemeinen Referenz – überprüfen Sie bei Bedarf wichtige Ergebnisse.

Beginnen Sie mit dem Rechnen

Ihr Beitrag

Wählen Sie einen Berechnungstyp aus, geben Sie Ihre Schaltungsparameter ein und klicken Sie dann auf Berechnen, um den Spannungsabfall, die Drahtgröße, den maximalen Strom oder die maximale Länge mit einer schrittweisen Lösung anzuzeigen.

Warum der Draht selbst einen Widerstand hat, der es wert ist, berechnet zu werden

Jeder echte Draht hat einen gewissen Widerstand, sogar Kupfer, und dieser Widerstand verbraucht über die Länge der Leitung eine kleine Menge Spannung, bevor er jemals die Last erreicht. Das Ohmsche Gesetz gilt für den Draht selbst und nicht für das Gerät am Ende: Je länger und dünner der Draht, desto mehr Spannung nimmt er unterwegs auf.

R = (ρ × Length) ÷ Circular mils

Voltage drop = Current × R × Circuit factor

Der Schaltungsfaktor berücksichtigt die Tatsache, dass der Strom eine Schleife schließen muss: Bei Gleichstrom- und Einphasenschaltungen beträgt er 2, da der Strom über einen zweiten Leiter zur Last und zurück fließt, wodurch sich die effektive Länge des Drahtes, durch den der Strom fließt, verdoppelt. Dreiphasige Stromkreise verwenden stattdessen etwa 1,732 (√3), was widerspiegelt, wie drei Leiter die Last teilen.

Ein gelungenes Beispiel

Nehmen wir einen einphasigen 15-A-120-V-Stromkreis, der 100 Fuß über einen 12-AWG-Kupferdraht verläuft:

R = (12.9 × 100) ÷ 6,530 ≈ 0.1976 Ω

VD = 15 × 0.1976 × 2 ≈ 5.93 V

VD% = 5.93 ÷ 120 × 100 ≈ 4.9%

Das liegt bereits über dem 3 %-Richtwert, der üblicherweise für Abzweigstromkreise angegeben wird, was genau das Ergebnis ist, das eine echte Installation zu einer stärkeren Stärke wie 10 AWG oder zu einer Verkürzung der Strecke führt, wenn dies eine Option ist.

Was die NEC-Leitlinie tatsächlich sagt

In den Informationshinweisen des National Electrical Code wird als Ziel für einen einigermaßen effizienten Betrieb empfohlen, den Spannungsabfall in einem Abzweigstromkreis auf etwa 3 % und insgesamt auf nicht mehr als etwa 5 % vom Versorgungseingang bis zur am weitesten entfernten Last zu begrenzen. Dabei handelt es sich in den meisten Rechtsordnungen eher um Empfehlungen als um einen harten Verstoß gegen die Vorschriften, aber eine Überschreitung dieser Werte ist nicht harmlos – ein Motor, der mit einer chronisch niedrigen Spannung läuft, zieht zum Ausgleich mehr Strom und wird heißer, und LED-Treiber und Elektronik können sich außerhalb ihres Nenneingangsbereichs unvorhersehbar verhalten. Örtliche Vorschriften und spezifische Geräte können strengere Grenzwerte vorsehen. Überprüfen Sie daher immer die tatsächlichen Anforderungen für die betreffende Installation.

Spannungsabfall wieder unter ein Ziel bringen

Eigentlich gibt es nur vier Hebel, und alle ergeben sich direkt aus der Formel: Verwenden Sie einen größeren Drahtquerschnitt (geringerer Widerstand pro Fuß), verkürzen Sie die Strecke, wenn das Layout dies zulässt, verringern Sie den Strom, den der Stromkreis führt, oder erhöhen Sie die Systemspannung, sodass die gleiche Leistung bei geringerem Strom übertragen wird. Die Drahtgröße ist in der Regel die praktische Lösung für ein bestehendes Layout, da es oft einfacher ist, einen Leiter zu vergrößern, als ein Schaltfeld oder eine Last zu versetzen.

Verwandte elektrische Berechnungen

Bei diesem Rechner handelt es sich tatsächlich um das Ohmsche Gesetz, das speziell auf den Drahtwiderstand angewendet wird – für die allgemeinere V = I × R-Beziehung siehe dieRechner für das Ohmsche Gesetzund für umfassendere Geräteleistungs- und Kostenberechnungen dieStromrechner.

Häufig gestellte Fragen

Was ist Spannungsabfall?

Unter Spannungsabfall versteht man die Verringerung der Spannung entlang einer Leitung aufgrund des Widerstands. Ein übermäßiger Abfall kann zu schwachem Licht, Motorproblemen und NEC-Verstößen führen.

Was verursacht Spannungsabfall in Kabeln?

Lange Strecken, kleine Drahtstärken und hohe Ströme erhöhen den Spannungsabfall. Kupfer und Aluminium haben einen unterschiedlichen spezifischen Widerstand – Aluminium benötigt für den gleichen Tropfen eine größere Stärke.

Was ist ein akzeptabler Spannungsabfall?

NEC informational notes often target 3% drop on branch circuits and 5% total from service to load for efficient design — local codes may vary.

Wie reduziere ich den Spannungsabfall?

Verwenden Sie einen größeren Drahtquerschnitt, verkürzen Sie die Leitungslänge, reduzieren Sie den Laststrom oder erhöhen Sie die Systemspannung. Für lange Einspeisungen können pro Code parallele Leiter zulässig sein.

Wie verwende ich diesen Spannungsabfallrechner?

Geben Sie Drahtgröße, Material, Länge, Strom und Spannung ein und klicken Sie dann auf Berechnen. Der Spannungs- und Prozentabfall wird im NEC-Richtungskontext angezeigt.

Warum wird die Berechnung für Gleichstrom- und Einphasenstromkreise mit 2 multipliziert?

Der Strom muss zur Last und zurück zur Quelle fließen, um den Stromkreis zu vervollständigen. Eine 100 Fuß lange Leitungsstrecke hat also tatsächlich 200 Fuß Leiter, der einen Widerstand erzeugt. Bei dreiphasigen Stromkreisen wird stattdessen ein Faktor von etwa 1,732 (Quadratwurzel aus 3) verwendet, was widerspiegelt, wie unterschiedlich die drei Phasenleiter die Last aufteilen.

Warum benötigt Aluminiumdraht für die gleiche Aufgabe eine größere Stärke als Kupferdraht?

Aluminium hat bei gleicher Querschnittsfläche einen um etwa 64 % höheren Widerstand als Kupfer, daher muss ein Aluminiumleiter deutlich dicker als Kupfer sein, um den gleichen Strom bei gleichem Spannungsabfall zu führen. Dies ist ein routinemäßiger Bestandteil der Dimensionierung von Einspeise- und Serviceleitern und kein Zeichen dafür, dass mit der Aluminiumverkabelung allein etwas nicht in Ordnung ist.

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